氧化鐵是什麼?氧化鐵有哪些應用

氧化鐵(Fe2O3)是一種紅棕色粉末，俗稱鐵紅，可作油漆的顏料，是金屬氧化物，可和酸發生反應。Fe2O3 + 6HCl=2FeCl3+3H2O。氧化亞鐵(FeO)是一種黑色粉末，不穩定，在空氣裡加熱，可被氧化成Fe3O4，和酸(弱氧化性酸)反應。FeO+2HCl==FeCl2+H2O。四氧化三鐵是具有磁性的黑色晶體，俗稱磁性氧化鐵，是一種複雜的氧化物，其中1/3是Fe2+、2/3是Fe3+，Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物。[實質是Fe(FeO2)2，偏鐵酸亞鐵鹽]。

鐵的氧化物，有氧化亞鐵FeO，三氧化二鐵Fe2O3，四氧化三鐵Fe3O4，氧化亞鐵又稱一氧化鐵，黑色粉末，熔點為1369±1℃，相對密度為5.7，溶於酸，不溶於水和鹼溶液。極不穩定，易被氧化成三氧化二鐵;在空氣中加熱會迅速被氧化成四氧化三鐵。在隔絕空氣的條件下，由草酸亞鐵加熱來製取。主要用來製造玻璃色料。三氧化二鐵是棕紅(紅)色或黑色粉末，俗稱鐵紅，熔點為1565℃，相對密度為5.24。在自然界以赤鐵礦形式存在，具有良性，與酸作用生成Fe(Ⅲ)鹽，與強鹼作用得[Fe(OH)6]3-。在強鹼介質中有一定的還原性，可被強氧化劑所氧化。三氧化二鐵不溶於水，也不與水起作用。灼燒硫酸亞鐵、草酸鐵、氧氧化鐵都可製得，它也可通過在空氣中煅燒硫鐵礦來製取。它常用做顏料、拋光劑、催化劑和紅粉等。四氧化三鐵為黑色晶體，加熱至熔點(1594±5℃)同時分解，相對密度為5.18，具有很好的磁性，故又稱為「磁性氧化鐵」。它是天然產磁鐵礦的主要成分，潮溼狀態下在空氣中容易氧化成三氧化二鐵。不溶於水，溶於酸。近代測試表明，它實際是鐵的混合價態化合物，化學式應為FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。在磁鐵礦中由於Fe2+與Fe3+在八面體位置上基本上是無序排列的，電子可在鐵的兩種氧化態間迅速發生轉移，所以四氧化三鐵固體具有優良的導電性。由鐵在蒸汽中加熱，或者將三氧化二鐵在400℃用氫還原都可製得四氧化三鐵。四氧化三鐵用來做顏料和拋光劑等。磁性氧化鐵能用於製造錄音、錄像磁帶和電訊器材等。

氧化鐵概述

【物化性質】：

CAS號：1309-37-1;1317-60-8;1332-37-2

EINECS號：215-168-2;215-275-4;215-570-8

分子量：159.6882

氧化鐵是鐵鏽的主要成分。鐵鏽的主要成因是鐵金屬在雜質碳的存在下，與環境中的水分和氧氣反應，鐵金屬便會生鏽。用於油漆、油墨、橡膠等工業中，可做催化劑，玻璃、寶石、金屬的拋光劑，可用作煉鐵原料。氧化鐵最大的應用是作為顏料來使用。按顏色分為氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑，氧化鐵棕由氧化鐵紅、氧化鐵黑(和氧化鐵黃)混合而成;氧化鐵橙是由氧化鐵紅和氧化鐵黃混合而成;氧化鐵綠是由藍色的酞菁蘭和氧化鐵黃混合而成。

穩定性：穩定，溶於鹽酸、稀硫酸生成鐵鹽。鐵單質在置換反應中生成亞鐵離子。

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

儲運條件：存放於乾燥處，勿使受潮，避免高溫，並與酸鹼物隔離。按上述保管條件，未拆包裝的產品有效貯存期為三年。

溶解性：難溶於水，不與水反應。溶於酸，與酸反應。不與NaOH反應。

氧化性：高溫下被CO、H2、Al、C、Si等還原。

Fe2O3+2Al=點燃=2Fe+Al2O3

Fe2O3+3CO=高溫=2Fe+3CO2

2Fe2O3+3C=高溫=4Fe+3CO2

2Fe2O3+3Si=高溫=4Fe+3SiO2

【化學性質】：

氧化鐵與酸反應生成鐵鹽和水。

例：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

鋁熱反應

鋁與氧化鐵混合後組成鋁熱劑，加熱後生成氧化鋁和鐵。

化學式：2Al+Fe2O3=△=Al2O3+2Fe

碳、一氧化碳還原性

氧化鐵可以與碳混合後加熱，鐵和二氧化碳提取出來。

化學式：3C+2Fe2O3=高溫=4Fe+3CO2

氧化鐵可以和一氧化碳混合後加熱，生成鐵和二氧化碳。

化學式：3CO+Fe2O3=高溫=2Fe+3CO2

氧化鐵的應用

磁性材料

磁性氧化鐵粒子由於其特殊的超順磁性，在巨磁電阻、磁性液體和磁記錄、軟磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探測器等方面具有廣闊的應用前景。錄像磁帶一般使用針狀鐵或氧化鐵磁性超微粒，而納米氧化鐵是新型磁記錄材料。軟磁鐵氧體在無線電通訊、廣播電視、自動控制、宇宙航行、雷達導航、測量儀表、計算機、印刷、家用電器以及生物醫學領域均得到了廣泛應用 [5] 。

顏料領域

氧化鐵作為顏料廣泛用於高檔汽車塗料、建築塗料、防腐塗料、粉末塗料，是較好的環保塗料，全世界氧化鐵系顏料的年用量超過100萬t，僅次於鈦白，居無機顏料的第二位。用氧化鐵作為顏料，既保持了一般無機顏料良好的耐熱性、耐候性和吸收紫外線等優點，又能很好地分散在油性載體中，用它調製的塗料或油墨具有令人滿意的透明度。利用具有半導體特性的氧化鐵等做成塗料，由於具有較高的導電特性，能起到靜電屏蔽作用 。

氧化鐵是玻璃生產中常用的著色劑。氧化鐵著色的玻璃既能吸收紫外線又吸收紅外線，因而廣泛用於製造吸熱玻璃、太陽鏡玻璃、工業防護眼鏡玻璃以及軍用防紅外塗料。同時具有價格低廉，吸收熱線以及紫外線的功能 。

此外，國外也大量使用氧化鐵顏料作木材塗裝的著色劑及保護劑。使用透明氧化鐵顏料代替傳統顏料可保留木材清晰的木紋，而本身很高的耐光性又使家具顏色經久不變。陽光中的紫外線能使木材的木質素分解而破壞細胞結構，導致木材老化，而納米氧化鐵顏料由於顆粒細小、分布均勻，不會散射光線，且吸收紫外線輻射，因而可起到保護木材的作用。

催化領域

α-Fe2O3粉體粒子具有巨大的比表面，表面效應顯著，是一種很好的催化劑。由於氧化鐵粒子細小，表面所佔的體積百分數大，表面的鍵態和電子態與顆粒內部不同，表面原子配位不同等導致表面的活性位增加。用納米 α-Fe2O3粒子製成的催化劑的活性、選擇性都高於普通的催化劑，且壽命長、易操作。納米 α-Fe2O3已直接用作高分子聚合物氧化、還原及合成的催化劑，當其用於石油提煉時可使裂解速度提高 1~5 倍，以其作為固體燃燒劑的催化劑可使燃燒速度較普通燃燒劑的燃燒速度提高 1~10 倍，這對製造高性能火箭及飛彈十分有利 。

生物醫學及其它領域

納米氧化鐵在藥用膠囊、藥物合成、生物醫學技術等領域發揮著重要的作用。α-Fe2O3除了在磁性材料、顏料、催化領域、生物醫學領域得到應用外，在其它領域中也有廣泛的應用前景。例如，納米級氧化鐵對 Cr(Ⅵ)具有較好的吸附作用，吸附效率高，吸附時間短，而且可以回收並重複使用，對於處理環境汙水中的 Cr(Ⅵ)，具有一定的應用價值;用納米 α-Fe2O3製成的氣敏材料，具有響應速度快、選擇性強、靈敏度高、穩定性好等特點;在製備透明氧化鐵時，若嚴格控制砷和重金屬的含量，則可用於食品、化妝品等行業;由於透明氧化鐵具有透明著色、耐酸耐鹼而又無毒的特性，也可作為罐頭蓋內壁的塗料，在美國有著大量的應用

【擴展】

三氧化二鐵是鐵鏽的主要成分。鐵鏽的主要成因是鐵金屬在雜質碳的存在下，與環境中的水分和氧氣反應，鐵金屬便會生鏽。用於油漆、油墨、橡膠等工業中，可做催化劑，玻璃、寶石、金屬的拋光劑，可用作煉鐵原料。氧化鐵最大的應用是作為顏料來使用。按顏色分為氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑，氧化鐵棕由氧化鐵紅、氧化鐵黑(和氧化鐵黃)混合而成;氧化鐵橙是由氧化鐵紅和氧化鐵黃混合而成;氧化鐵綠是由藍色的酞菁蘭和氧化鐵黃混合而成。