Oxit sắt là một chất vô cơ có công thức hóa học là Fe3O4, thường được gọi là oxit sắt đen, magnetit, là một tinh thể màu đen có từ tính nên còn được gọi là oxit sắt từ. Tiếp theo, chúng ta cùng tìm hiểu tính chất của sắt tetroxide nhé!
Tính chất vật lý
Fe3O4 màu đen là một oxit hóa trị hỗn hợp của sắt có nhiệt độ nóng chảy là 1597 ° C và khối lượng riêng là 5,17g / cm3, không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch axit. Nó xuất hiện ở dạng magnetit trong tự nhiên và có tính phụ mạnh. – Từ tính và độ dẫn điện cao. (Cũng có tài liệu cho rằng Fe3O4 có nhiệt độ nóng chảy là 1538 ° C và không tan trong axit).
Các chất sắt từ và sắt từ trải qua quá trình chuyển pha bậc hai trên nhiệt độ Curie và biến đổi thành các chất thuận từ, và nhiệt độ Curie của Fe3O4 là 585 ° C.
Tính chất hóa học
Khi đốt dây sắt trong oxi sẽ tạo ra oxit sắt, so sánh số mol oxit tiêu chuẩn để tạo ra năng lượng tự do Gibbs, kết luận Fe3O4 có độ bền nhiệt động lớn nhất nên sản phẩm là Fe3O4.
Khi sắt tiếp xúc với không khí, trên bề mặt của nó sẽ hình thành các oxit, lúc này thành phần hóa học của màng oxit không đồng nhất.
Ví dụ, một miếng thép cacbon thấp có thể được bao phủ bởi ba màng oxit: FeO tiếp xúc với kim loại, Fe2O3 ở phía tiếp xúc với không khí, và Fe3O4 ở giữa. Chính xác hơn, nó có thể là hỗn hợp dung dịch rắn bão hòa của ba oxit tạo thành màng oxit trên bề mặt thép.
Trong khi đó, độ dày của màng oxit cũng thay đổi tùy thuộc vào các điều kiện môi trường khác nhau trong quá trình oxi hóa. Ở nhiệt độ phòng, độ dày của màng oxit trên sắt tương đối tinh khiết trong không khí khô không vượt quá 20 angstrom (1 angstrom = 0,1 nm), nhưng độ dày của màng oxit tăng lên đáng kể trong không khí ẩm, và các vết gỉ trên bề mặt có thể được nhìn thấy. Lúc này, sự lắng đọng của các oxit được phân tầng, phía sát kim loại là lớp khan vô định hình dày đặc, phía sát không khí là lớp hydrat hóa xốp dày.
Fe3O4 có tác dụng chống ăn mòn, ví dụ, luyện thép (còn gọi là luyện xanh và nung xanh) là sử dụng quá trình oxy hóa của dung dịch oxy hóa kiềm để tạo thành màng Fe3O4 có màu xanh đen hoặc xanh đen trên bề mặt của các bộ phận bằng thép. .Dùng để tăng khả năng chống ăn mòn, độ bóng và tính thẩm mỹ.
Fe3O4 có tính dẫn điện cao, và các tính chất điện hóa khác thường của Fe3O4 có thể là do sự chuyển electron giữa Fe2 + và Fe3 +.
Các phương trình phản ứng của Fe3O4:
Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2↑
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2↑
Fe3O4 + 2C → 3Fe + 2CO2↑
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
4Fe3O4 + O2 → 6Fe2O3
3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9Fe
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe3O4 +4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
2Fe3O4 +10 H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + 10H2O + SO2↑
3Fe3O4 + 28 HNO3 → 14H2O +NO↑ + 9Fe(NO3)3
Fe3O4 + 10HNO3 → 5H2O + NO2↑+ 3Fe(NO3)3
3 Fe3O4 + 8H3PO4 → 12H2O + Fe3(PO4)2 + 6 FePO4
2Fe3O4 + Cl2 + 16HCl → 8H2O + 6 FeCl3
Fe3O4 + Cu + 8HCl → 3FeCl2 + 4H2O + CuCl2
2 Fe3O4 +Cl2 + 9H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + 2HCl + 8H2O
Fe3O4 + 4H2O → Fe(OH)2↓ + 2Fe(OH)3↓
6 Fe3O4 + 2KNO3 + 56KHSO4 → 9 Fe2(SO4)3 + 28H2O +2NO↑ + 29 K2SO4
Fe3O4 + 8HI → 4H2O + I2↓+ 3FeI2
Fe3O4 +8HBr → 4H2O + FeBr2 + 2FeBr3
Phương trình nhiệt phân: 2Fe3O4 → 6FeO + O2↑