Sắt(II,III) oxide

Sắt(II,III) oxit hay oxit sắt từ là một oxit của sắt, trong đó sắt thể hiện hóa trị (II,III) với công thức hóa học Fe3O4 hay có thể viết thành FeO·Fe2O3. Đây là thành phần chính của quặng magnetit. Trong hợp chất này, tỉ lệ FeO:Fe2O3 là 1:1.

Oxit sắt này gặp trong phòng thí nghiệm dưới dạng bột màu đen. Nó thể hiện từ tính vĩnh cửu và là sắt từ (ferrimagnetic). Ứng dụng rộng rãi nhất của nó là như một thành phần sắc tố đen. Với mục đích này, nó được tổng hợp thay vì được chiết xuất từ khoáng chất tự nhiên vì kích thước và hình dạng hạt có thể thay đổi theo phương pháp sản xuất.

Điều chế

Trong điều kiện yếm khí, hydroxit sắt (Fe(OH)2) có thể bị oxy hóa bởi nước để tạo thành sắt oxit và hydro phân tử. Quá trình này được mô tả bởi phản ứng Schikorr:

Magnetit kết tinh (Fe3O4) là chất có độ ổn định nhiệt động hơn so với sắt(II) hydroxit (Fe(OH)2)).

Sắt tác dụng với oxy cho ra oxit sắt từ: 3Fe + 2O2 → Fe3O4 (FeO.Fe2O3)

Phản ứng

Oxit sắt từ tác dụng với dung dịch HCl tạo ra hai loại muối là FeCl2 và FeCl3:Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Nếu để lâu, chúng có thể hóa hợp thành Fe3Cl8.

CÂU HỎI:

Công thức của oxit sắt từ là

A. Fe2O3.

B. FeO.

C. Fe3O4.

D. FeS2.

TRẢ LỜI:

Đáp án C

SẮT TỪ OXIT

– Công thức phân tử: Fe3O4

– Phân tử khối: 232 g/mol

I. Thành phần:

– Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3 với tỉ lệ 1:1.

II. Tính chất vật lí:

– Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.

III. Tính chất hóa học:

– Là 1 oxit bazơ và trong phân tử Fe3O4 thì Fe có số oxi $$+frac{2}{3}$$ => số oxi hóa trung gian nên Fe3O4 có tính khử và tính oxi hóa.

1. Là 1 oxit bazơ:

– Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng → hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).

Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O

Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O

2. Tính khử

– Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh như: HNO3; H2SO4 đặc…

3Fe3O4 + 28HNO3 loãng → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O

Fe3O4 + 10 HNO3 đặc,nóng → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O

2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc, nóng → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 12H2O

3. Tính oxi hóa

– Fe3O4 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al.

Fe3O4 + 4H2 -> 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4CO -> 3Fe + 4CO2

3 Fe3O4 + 8Al -> 4Al2O3 + 9Fe

IV. Trạng thái tự nhiên:

– Có nhiều trong quặng manhetit Fe3O4.

V. Ứng dụng:

– Quặng manhetit có hàm lượng sắt cao nhất được dùng trong ngành luyện gang, thép.

– Fe3O4 hạt nano được dùng để dánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiểm bẩn.

VI. Điều chế:

(1) Trong tự nhiên oxit sắt từ là thành phần quặng manhetit.

(2) Đốt cháy sắt trong oxi không khí thu được oxit sắt từ.

3Fe + 2O2 -> Fe3O4

(3) Nung nóng Fe trong nước dạng hơi ở nhiệt độ < 570độC

3Fe + 4H2O -> Fe3O4 + 4H2

`