Открыть главное меню

Оксид железа(II,III), закись-окись железа, железная окалина — неорганическое соединение, двойной оксид металла железа с формулой Fe3O4 или FeO·Fe2O3, чёрные кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидрат.

Оксид железа
Magnetite.jpg
Общие
Систематическое
наименование
Оксид железа(II,III)
Традиционные названия закись-окись железа, железная окалина, магнетит, магнитный железняк
Хим. формула Fe3O4
Физические свойства
Состояние чёрные кристаллы
Молярная масса 231,54 г/моль
Плотность 5,11; 5,18 г/см³
Твёрдость 5,6-6,5
Термические свойства
Т. плав. разл. 1538; 1590; 1594 °C
Мол. теплоёмк. 144,63 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования −1120 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 1317-61-9
PubChem
Рег. номер EINECS 215-277-5
SMILES
InChI
ChEBI CHEBI:50821
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
NFPA 704.svg
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Содержание

ПолучениеПравить

  • В природе встречаются большие залежи минерала магнетита (магнитного железняка) — Fe3O4 с различными примесями.
  • Сжигание порошкообразного железа на воздухе:
 
  • Действие перегретого пара на железо:
 
 

Физические свойстваПравить

Оксид железа(II,III) при комнатной температуре образует чёрные кристаллы кубической сингонии,  пространственная группа F d3m, параметры ячейки a = 0,844 нм, Z = 8 (структура шпинели). При 627 °С α-форма переходит в β-форму. При температуре ниже 120—125 К существует моноклинная форма.

Ферромагнетик с точкой Кюри 858 К (585 °С)[источник не указан 190 дней].

Обладает электрической проводимостью. Полупроводник. Электропроводность низкая. Истинная удельная электропроводность монокристаллического магнетита максимальна при комнатной температуре (250 Ом−1·см−1), она быстро снижается при понижении температуры, достигая значения около 50 Ом−1·см−1 при температуре перехода Вервея (англ.) (фазового перехода от кубической к низкотемпературной моноклинной структуре, существующей ниже TV = 120—125 К)[1]. Электропроводность моноклинного низкотемпературного магнетита на 2 порядка ниже, чем кубического (~1 Ом−1·см−1 при TV); она, как и у любого типичного полупроводника, очень быстро уменьшается с понижением температуры, достигая нескольких единиц ×10−6 Ом−1·см−1 при 50 К. При этом моноклинный магнетит, в отличие от кубического, проявляет существенную анизотропию электропроводности — проводимость вдоль главных осей может отличаться более чем в 10 раз. При 5,3 К электропроводность достигает минимума ~10−15 Ом−1·см−1 и растёт при дальнейшем понижении температуры. При температуре выше комнатной электропроводность медленно уменьшается до ≈180 Ом−1·см−1 при 780—800 К, а затем очень медленно растёт вплоть до температуры разложения[2].

Кажущаяся величина электропроводности поликристаллического магнетита в зависимости от наличия трещин и их ориентировки может отличаться в сотни раз.

Образует кристаллогидрат состава Fe3O4·2H2O.

Химические свойстваПравить

  • Разлагается при нагревании:
 
 
  • Реагирует с концентрированными окисляющими кислотами:
 
 
 
 
 
 

ПрименениеПравить

  • Изготовление специальных электродов.

ЛитератураПравить

  • Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
  • Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
  • Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
  • Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
  • Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.

ПримечанияПравить

  1. Verwey E. J. W., Haayman P. W. Electronic Conductivity and Transition Point of Magnetite («Fe3O4») (нем.) // Physica. — 1941. — Bd. 8, H. 9. — S. 979—987. — DOI:10.1016/S0031-8914(41)80005-6. — Bibcode1941Phy.....8..979V.
  2. Substance: Fe3O4. Property: electrical conductivity // Semiconductors / Eds.: O. Madelung et al. — Springer, 2000. — ISBN 978-3-540-64966-3.