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氧化鐵(英語: Iron oxide ),或稱三氧化二鐵,又稱燒褐鐵礦、燒赭土、鐵丹、鐵紅、紅粉等,化學式Fe2O3,是鐵鏽赤鐵礦的主要成分。[1]

目錄

簡介

鐵鏽的主要成因是金屬在雜質的存在下,與環境中的份和氧氣反應,鐵金屬便會生鏽。

外觀為紅棕色粉末,易溶於強酸,中強酸,其紅棕色粉末為一種低級顏料,工業上稱氧化鐵紅,用於油漆油墨橡膠等工業中,可作為催化劑,玻璃、寶石、金屬的拋光劑,可用作煉鐵原料。[2]

2017年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公布的致癌物清單初步整理參考,氧化鐵在3類致癌物清單中。[3]

性質

化學性質

鋁熱反應

與氧化鐵和氯酸鉀組成的鋁熱劑混合後由鎂條點燃,放出大量的熱,生成氧化鋁。請注意:此化學反應將造成爆炸。[4]

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

碳還原性

氧化鐵可以與混合後加熱,生成鐵和二氧化碳。 工業上常用焦炭和焦炭不完全燃燒產生的CO還原赤鐵礦,以產生生鐵(含0.03%-2%的碳)。[5]

Fe2O3+2Al=點燃=2Fe+Al2O3

Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2

2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑

2Fe2O3+3Si=高溫=4Fe+3SiO2

加速氧化成因

  • 離子化合物和水的存在:如果金屬接觸到離子濃度高的水溶液,金屬便會生銹。因為離子化合物是電解質,會促進金屬中電子的釋放,導致生鏽。例如近海區域有海水微滴,海水含有氯化鈉,氯化鈉是離子化合物,會令鐵金屬快速氧化。即便只有水,也會很快吸附空氣中的二氧化碳等酸性氣體,加速氧化。此外,很多不鏽鋼通過形成保護性氧化層,從而對形成氧化物有很好的抵抗作用,但對形成氯化物的抵抗能力卻比較差。
  • 酸性化合物的存在:工廠會排出酸性氣體,這些酸性氣體會令鐵金屬生銹。因為酸性氣體與空氣中的水分結合會變成電解質。
  • 高溫:溫度較高時,鐵金屬便會生銹。
  • 經刮擦或凹凸扭曲的表面:若鐵金屬被刮擦或凹凸扭曲,鐵金屬便會生銹。因為凹凸表面容易積聚電子。
  • 與活潑性較低的金屬接觸:若鐵金屬與活潑性較低的金屬接觸(例如),鐵金屬便會生銹。

防止氧化

  • 塗上油漆,塑料,油,油脂
  • 覆蓋其他金屬

檢驗氧化程度

利用鐵氰化鉀酚酞混合得到鐵鏽指示劑,遇到Fe2+離子會變藍色普魯士藍),檢驗氧化金屬的氧化程度。 用色度計分析深藍色的Fe4[Fe(CN)6]3,可以算出起始的Fe2+離子的物質的量。

主要用途

用於油漆橡膠塑料、建築等的着色,是無機顏料,在塗料工業中用作防鏽顏料。用作橡膠、人造大理石地面水磨石的着色劑,塑料、石棉、人造革、皮革揩光漿等的着色劑和填充劑,精密儀器、光學玻璃的拋光劑及製造磁性材料鐵氧體元件的原料等。

用於電子工業、通訊整機、電視機、計算機等磁性原料及行輸出變壓器、開關電源及其高U及高UQ等的鐵氧體磁芯

用作分析試劑、催化劑和拋光劑,也用於顏料的配料;

用於各類藥片、藥丸的外衣糖衣着色用

用作磁性材料、顏料及製取還原劑、拋光劑、催化劑等;用於藥片糖衣和膠囊等的着色

用作防鏽漆的顏料。因該品製成的雲母氧化鐵防鏽漆抗水滲性好,防鏽性能優異,可以取代紅丹

食用紅色素。日本用於赤豆飯、魔芋粉食品。對曾用防腐劑處理果柄切口的香蕉加以識別時用。美國多用於貓食、狗食和包裝材料

無機紅色顏料主要用於硬幣的透明着色,也用於油漆、油墨和塑料的着色

廣泛用於油漆、橡膠、塑料化妝品、建築精磨材料、精密五金儀器、光學玻璃、搪瓷、文教用品、皮革、磁性合金和高級合金鋼的着色;主要用作磁性材料、顏料、擦光劑、催化劑等,還用於電訊、儀表工業;主要用作磁性材料、顏料、擦光劑、催化劑等,還用於電訊、儀表工業無機紅色顏料。

用於和CO反應煉製生鐵(H2,C,Al)

Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2

Fe2O3+3H2=高溫=2Fe+3H2O

2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2↑

Fe2O3+ 2Al=高溫=2Fe+Al2O3

視頻1:自製氧化鐵橡皮泥,磁性相當不錯

視頻2:一氧化碳還原氧化鐵

參看

參考文獻

  1. 世界衛生組織國際癌症研究機構致癌物清單 .國家食品藥品監督管理局[引用日期2017-12-11]
  2. (日)後藤稠.工業中毒便覽 上冊 增補版:人民衛生出版社,1983.02:367頁
  3. 1332-37-2 | 氧化鐵 .愛化學[引用日期2015-06-07]
  4. 化工空間-氧化鐵的物化性質 .化工空間
  5. 廣東省教育廳教研室.新課標高考理科基礎複習指導:廣東人民出版社,2006.8:第41頁

書籍資料

  • [港] 鍾皓湄.《21世紀化學1A》.ISBN 962-372-769-0.
  • 粵教版初中化學教科書 ISBN 978-7-107-24498-8