Jern (III) oxid

Jern (III) oxid
Udseende og struktur hæmatit , α-Fe 2 O 3
Identifikation
Synonymer	Difertrioxid, jernoxid, gul jernoxid , rød jernoxid C.I. 77491 C.I. Pigment Red 101 og 102
N o CAS	1309-37-1
N o ECHA	100.013.790
N o EF	215-168-2
PubChem	518696
N o E	E172 (ii)
Udseende	rødbrune til sorte krystaller eller pulver.
Kemiske egenskaber
Brute formel	Fe 2 O 3   [isomerer]
Molar masse	159,688 ± 0,005  g / mol Fe 69,94%, O 30,06%,
Fysiske egenskaber
T ° fusion	1.565  ° C (nedbrydning)
Opløselighed	i vand: ingen
Volumenmasse	5240  kg · m -3
Termokemi
Δ f H 0 faststof	-824,2  kJ · mol -1 ( 25  ° C )
C s	103,9  J · K- 1 · mol -1 (krystal ved 25  ° C )
Forholdsregler
SGH
Pulveriseret tilstand  : Advarsel H315, H319, H335, P261, P305, P338, P351, H315  : Forårsager hudirritation H319  : Forårsager alvorlig øjenirritation H335  : Kan irritere åndedrætsorganerne P261  : Undgå indånding af støv / røg / gas / tåge / dampe / spray. P305  : Hvis i øjnene: P338  : Fjern kontaktlinser, hvis offeret har dem på, og hvis de let kan fjernes. Fortsæt med at skylle. P351  : Skyl forsigtigt med vand i flere minutter.
WHMIS
Ukontrolleret produktDette produkt kontrolleres ikke i henhold til WHMIS-klassificeringskriterierne. Offentliggørelse ved 1.0% i henhold til listen over ingrediensoplysninger Kommentarer: Den kemiske identitet og koncentration af denne ingrediens skal oplyses på sikkerhedsdatabladet, hvis den findes i en koncentration, der er lig med eller større end 1,0% i en produktkontrol.
IARC- klassificering
Gruppe 3: Kan ikke klassificeres som kræftfremkaldende for mennesker
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den jern (III) oxid , også kaldet ferrioxid og jernsesquioxid , er den kemiske forbindelse med formlen Fe 2 O 3, hvor jern har oxidationsnummeret + III. Det er en af ​​de tre vigtigste oxider af jern, de to andre er det ret sjældne jern (II) oxid FeO og jern (II, III) oxid Fe 3 O 4..

Jern (III) oxid er paramagnetisk . I hydreret form udgør det rust . Det er okker at ruste i pulverform - hvilket især giver planeten Mars sin farve - men grå til sort i krystalliseret form .

Jern (III) oxid forekommer i naturen i form af to mineraler , hæmatit ( polymorf α) og maghemit (polymorf γ).

Jernoxider er grundlaget for mange pigmenter . Jern (III) oxid er kendt som engelsk rød  ; med aluminiumoxid udgør det det røde fra Mars .

Struktur

Der er fem forskellige faser af jernoxid:

• α-Fe 2 O 3har den rhombohedral struktur af α-Al 2 O 3 korundog er den mest almindelige form for jern (III) oxid, den af hæmatit , den vigtigste jernmalm . Det er antiferromagnetisk under ca. 260  K og lidt ferromagnetisk mellem denne temperatur (dets Morin-overgang ) og ca. 960  K , dets Néel-temperatur . Det kan let fremstilles ved termolyse og udfældning i flydende fase. Dens magnetiske egenskaber afhænger af flere faktorer, først og fremmest af trykket, størrelsen af ​​partiklerne og intensiteten af det påførte magnetfelt .

• β-Fe 2 O 3har en ansigtscentreret kubisk struktur . Det er metastabil, og gendanner α fase over ca. 500  ° C . Det kan produceres ved reduktion af hæmatit til kulstof , pyrolyse af en opløsning af jernperchlorid eller termolyse af jernsulfat .

• γ-Fe 2 O 3har en kubisk struktur. Det er metastabilt og gendanner α-fasen ved høj temperatur. Dens naturlige mineralform er maghemit . Dens partikler med en diameter på mindre end 10  nm er superparamagnetiske . Det kan fremstilles ved dehydrering af et jern (III) oxyhydroxid γ-FeOOH eller ved kontrolleret oxidation af jern (II, III) oxid FeO Fe 2 O 3). Ultrafine partikler kan produceres ved termolyse af jern (III) oxalat .

• ε-Fe 2 O 3har en rombohedral struktur . Egenskaberne for denne fase er mellemliggende mellem a- og y-faserne. Det er aldrig blevet fremstillet i ren form indtil nu og er altid blevet opnået blandet med en α- eller γ-fase. Det kan fremstilles ved oxidation af jern til den elektriske lysbueovn eller ved udfældning af sol-gel af jern (III) nitrat . Et materiale med et højt niveau af e-fase kan imidlertid opnås ved varmebehandling af en y-fase. Ε-fasen er metastabil, og gendanner α-fasen ca. 500  ° C til 750  ° C.

• Fe 2 O 3amorf findes ved højt tryk.

Kemiske egenskaber og anvendelser

Jern (III) oxid opløses let i stærke syrer, såsom saltsyre og svovlsyre . Det opløses også meget godt i chelateringsmidler , såsom EDTA og oxalsyre .

Det er ofte inkluderet i sammensætningen af termitter , hvis forbrænding er meget eksoterm  :

2 Al + Fe 2 O 3→ 2 Fe + Al 2 O 3.

Denne reaktion anvendes til svejsning af store metaldele såsom skinner af jernbaner ved at styre den smeltede jern mellem delene, der skal svejses ved hjælp af en keramisk tragt.

Jernoxidmalm er den vigtigste jernkilde til stålindustrien .

Pigmenter

Jern sesquioxide er farveindeks pigment PR 101 , kendt som engelsk rød  ; med aluminiumoxid udgør det det røde fra Mars . Deres røde farve varierer alt efter behandlingen af ​​materialet ved kalcinering . Disse er handelsnavne, hvis farve varierer afhængigt af producenten; farver til kunstnere: 063 Engelsk rød , 339 Engelsk rød , 627 Engelsk rød , rød engelsk  ; i indretning: 150-32 engelsk rød . Sidstnævnte skygge minder mere om den røde af Horse Guards uniformer og generelt af røde tunikaer , der tidligere er opnået fra krap eller cochenille , end den rødbrun af kunstnernes farve opnået med jernoxid.

Se også

Relaterede artikler

• Jern (II) oxid

Referencer

1. (in) [PDF] JECFA, FAO, "  IRON OXIDES  " , JECFA Monograghs på www.fao.org , 2008
2. DIFER TRIOXIDE , sikkerhedsark (er) i det internationale program for kemisk sikkerhed , hørt den 9. maj 2009
3. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
4. Indtastning "Jern (III) oxid" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk instans med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang til 13. april 2009 (JavaScript krævet)
5. (i) Jennifer Spero, Bella Devito og Louis Theodore, Regulatory Chemicals Handbook , CRC Press , 2000, 1036  s. ( ISBN  0-8247-0390-1 , læs online ) , s.  681
6. IARC-arbejdsgruppe om evaluering af kræftfremkaldende risici for mennesker, "  Evalueringer Globales de la Carcinogenicité pour l'Homme, Gruppe 3: Uklassificerbar med hensyn til deres kræftfremkaldende virkning for mennesker  " , på http://monographs.iarc.fr , IARC, 16. januar 2009(adgang til 22. august 2009 )
7. SIGMA-ALDRICH
8. "  Jernoxid  " i databasen over kemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for sikkerhed og sundhed på arbejdspladsen), adgang til den 25. april 2009
9. (i) I Greedon, "  Magnetiske oxider i Encyclopedia of Inorganic Chemistry  " Ed. R. Bruce konge, John Wiley & Sons, 1994 ( ISBN 0471936200 ) .  
10. Blockx 1881 , s.  49; www.artiscreation.com .
11. Uden angivelse af pigment, “  Prismalo farvekort  ” , på carandache.com akvarelblyanter.
12. PR 101 "  Akvarel Rembrandt  " på rembrandt.royaltalens.com (tilgængelige på 5 December 2014 ) .
13. PR 101, "  Sennelier oliefarvekort  " , på Magasinennelier.com .
14. "  lys rød  " , PR 101, "  Farve ekstra fin olie  " på winsornewton.com (adgang til 5. december 2014 ) .
15. Sammensætning ikke meddelt. “  Auro farvekort  ” , på altavic-bio.com .

Bibliografi

• Jacques Blockx , kompendium til brug af malere: Oliemaleri - Materialer - Definition af faste farver og praktisk rådgivning efterfulgt af en meddelelse om opløst rav , Gent, Forfatteren,1881( læs online ) , s.  49.