概述
及四氧化三鐵,又稱氧化鐵黑。化學式:Fe3O4,分子量231.54,逆尖晶石型、立方晶系、黑色固體粉末,密度5.18g/cm3。熔點1867.5K(1594.5℃)。
因它具磁性又名磁性氧化鐵。難溶於水,溶於酸(Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O),不溶於鹼,也不溶於乙醇、乙醚等有機溶劑。但是天然的Fe3O4不溶於酸。
四氧化三鐵可視為FeO·Fe2O3,經X射線研究認為它是鐵(III)酸的鹽。
鐵絲在氧氣里燃燒生成四氧化三鐵;鐵在空氣里加熱到500℃,鐵跟空氣里的氧氣起反應也生成四氧化三鐵;鍛工砧子周圍散落的藍灰色碎屑主要是四氧化三鐵;鐵跟高溫的水蒸汽發生置換反應生成四氧化三鐵和氫氣;天然磁鐵礦的主要成分是四氧化三鐵的晶體。四氧化三鐵是一種重要的常見鐵的化合物。
四氧化三鐵是一種鐵酸鹽,即Fe2+Fe3+(Fe3+O4)(即FeFe(FeO4)前面2+和3+代表鐵的價態)。在Fe3O4里,鐵顯兩種價態,一個鐵原子顯+2價,兩個鐵原子顯+3價,所以說四氧化三鐵可看成是由FeO與Fe2O3組成的化合物,可表示為FeO·Fe2O3,而不能說是FeO與Fe2O3組成的混合物,它屬於純淨物。
常見的反應
(1)在潮濕的空氣中,易氧化成三氧化二鐵。
4Fe3O4+O2==6Fe2O3
(2)在高溫下可與還原劑H2、CO、Al等反應。
3Fe3O4+8Al==4Al2O3+9Fe
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2
製取方法
1)鐵絲在氧氣中燃燒
2)細鐵絲在空氣中加熱到500℃也會燃燒生成四氧化三鐵:
3)鐵在高溫下與水蒸氣反應
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
我們還可以通過某些化學反應,比如使用亞硝酸鈉等等,使鋼鐵表面生成一層緻密的四氧化三鐵,用來防止或減慢鋼鐵的鏽蝕,例如槍械、鋸條等表面的發藍、發黑。
天然的磁鐵礦是煉鐵的原料。四氧化三鐵主要用於制底漆和面漆,它硬度很大,可以作磨料。特製的純淨四氧化三鐵用來作錄音磁帶和電訊器材的原材料。四氧化三鐵還可做顏料和拋光劑。