серной: FeO + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 O азотной: 3FeO + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3) 3 + NO + 5H 2 O Fe 2 O 3 + CO = 2FeO + CO 2

Применяются при производстве магнитных носителей информации (магнитных лент для аудио-, видео- и компьютерной техники, дискет, накопителей на жёстких магнитных дисках).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Железа оксиды" в других словарях:

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ: FeO Fe2O3 и Fe3O4. Природные оксиды железа (гематит и магнетит) сырье для получения железа. Применяются в производстве магнитных материалов, в качестве пигментов, компонентов футеровочной керамики … Большой Энциклопедический словарь

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Природные оксиды железа (гематит и магнетит) сырье для получения железа. Применяются в производстве магнитных материалов, в качестве пигментов, компонентов футеровочной керамики … Энциклопедический словарь

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ - не растворимые в воде соединения FeO, Fe203 и их смесь Fe304 (в природе минерал магнетит), которые применяют для производства чугуна, стали, ферритов и др … Большая политехническая энциклопедия

FeO, Fe2O3 и Fe3О4. Природные оксиды железа (гематит и магнетит) сырьё для получения железа. Применяются в производстве магнитных материалов, в качестве пигментов, компонентов футеровочной керамики … Энциклопедический словарь

Не растворимые в воде соединения железа: чёрный FeO (устар. закись железа), tnл 1368 °С; чёрный Fе2О3 (устар. закись окись железа, в природе минерал магнетит), tnл 1538 °С; жёлтый, коричневый или тёмно красный Fe3O4 (в природе минерал гематит или … Большой энциклопедический политехнический словарь

Оксид FeO (в технике вюстит). В кристаллич. решетке вюстита имеются вакантные узлы, и его состав отвечает ф ле FexO, где х= 0,89 0,95; ур ние температурной зависимости давления разложения: lg p(O2, в мм рт. ст.) = 26730/T+ 6,43 (T > 1813 К);… … Химическая энциклопедия

FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Природные Ж. о. (гематит и магнетит) сырьё для получения железа. Применяются в произ ве маги, материалов, в качестве пигментов, компонентов футеровочиой керамики … Естествознание. Энциклопедический словарь

ОКСИДЫ: FeO (черный, tпл 1369шC); Fe2O3 (от темно красного до черно фиолетового или коричневого цвета, tпл 1565шC; минерал гематит и др.); Fe3O4 (черный, tпл 1594шC; минерал магнетит). Природные железа оксиды сырье в производстве железа,… … Современная энциклопедия

См. Железа оксиды … Химическая энциклопедия

ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА, одно из трех соединений, существующих в трех состояниях: окись железа (II) (закись железа, FeO); окись железа (III) (окись железа, Fe2O3), которая встречается в природе как ГЕМАТИТ; и закисно окисное железо (Fе3О4), которое… … Научно-технический энциклопедический словарь

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа посвящена изучению свойств оксида железа (III) Fe2O3, также известного как минералы: гематит (?-Fe2O3), лимонит (Fe2O3H2O), входит в состав магнетита (FeOFe2O3).

Тема курсовой работы представляет практический и теоретический интерес. Проект будет полезен предприятиям, синтезирующим вещество Fe2O3 в промышленных масштабах.

Также проект полезен как сборник информации о железе, некоторых его оксидах, оксиде железа (III) в частности, и минералах, в состав которых он входит.

Цели, выполнение которых необходимо достичь по окончании работы над проектом: собрать наиболее полную информацию об оксиде железа (III), изучить его свойства и способы синтеза.

Задачи проекта:

Собрать полноценную и актуальную информацию по теме.

Изучить свойства железа и его оксида (III) Fe2O3, на основе чего узнать о применении этих веществ.

В ракетомоделизме применяется для получения катализированого карамельного топлива, которое имеет скорость горения на 80% выше, чем обычное топливо.

Является основным компонентом железного сурика (колькотара).

2 Колькотар

Колькотар - коричневая минеральная краска. Другие названия: парижская или английская красная краска, caput mortuum vitrioli, крокус, железный сурик; в алхимии - красный лев.

По составу колькотар представляет более или менее чистую безводную окись железа. Хотя безводная окись железа и встречается в природе в очень больших количествах (красный железняк, железный блеск), но ценные сорта этой краски вырабатываются искусственно или получаются как побочный продукт при добывании нордгаузенской кислоты из железного купороса, а также при прокаливании основных серножелезных солей, выделяющихся из раствора при приготовлении железного купороса из купоросного камня.

4.3 Получение и синтез

Fe2O3 образуется при прокаливании на воздухе всех гидратов и кислородных соединений железа, а также Fe(NO3)3 и FeSO4. Так, например, прокаливают в течение 2 час. на полном пламени бунзеновской горелки Fe(OH)3, полученный по методу Г. Гюттига и Г. Гарсайда.

Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

По указанию Д. Н. Финкельштейна 100 г Fe(NO3)3 9H2O нагревают в большом фарфоровом тигле на электрической плитке. Вначале соль спокойно плавится, образуя бурую жидкость, постепенно испаряющуюся. При 121° жидкость начинает кипеть, выделяя постоянно кипящую 68%-ную HNO3.

Постепенно жидкость начинает загустевать и необходимо частое перемешивание, чтобы избежать толчков и разбрызгивания. Начиная со 130°, непрерывно перемешивают жидкость фарфоровым шпателем, причем она загустевает, образуя пасту (без перемешивания жидкость внезапно затвердевает в сплошную массу). При 132° паста сразу рассыпается в порошок, продолжая выделять пары HNO3.

Не переставая перемешивать, продолжают нагревание до полного высушивания; весь процесс занимает 20-25 мин. Сухую массу растирают, переносят в тигель и прокаливают в муфеле при 600-700° в течение 8-10 час. При достаточной чистоте исходного нитрата железа полученный продукт отвечает квалификации х. ч. Выход 95-98% теоретического, т. е. около 19 г.

Для приготовления чистого препарата к нагретому до кипения раствору закисной соли железа прибавляют вычисленное количество горячего раствора щавелевой кислоты, причем выпадает закисное щавелевокислое железо. Его отфильтровывают, тщательно промывают водой, высушивают и прокаливают при доступе воздуха, непрерывно перемешивая. Выход 90-93% теоретического. Получаемый препарат содержит 99,79-99,96% Fe2O3.

В фарфоровый котелок емкостью 4 л, снабженный крышкой, помещают раствор 500 г Fe(NO3)3 9Н2О в 2 л воды. Через трубку, проходящую до дна котелка, пропускают не слишком сильный ток NH3, промытого щелочью и водой. Время от времени перемешивают жидкость газоотводящей трубкой.

По окончании осаждения жидкости дают отстояться, раствор декантируют и промывают осадок горячей водой до удаления NO3 в промывных водах. Отмытый Fe(OH)3 просушивают в фарфоровых чашках, после чего прокаливают в течение 5-6 час. при 550-600°. Выход 96 г (96-97% теоретического).

При получении Fe2O3, служащего сырьем для приготовления Fe высокой чистоты, исходный нитрат железа должен быть исключительно чист. Путем многократной перекристаллизации Fe(NO3)3 9Н2О Кливс и Томпсон получили препарат, содержащий всего 0,005% Si и менее 0,001% других примесей.

По Брандту целесообразнее всего исходить из химически чистого железа. Последнее растворяют в НСl, раствор при нагревании обрабатывают сероводородом, фильтруют и в фильтрате двухвалентное железо окисляют в трехвалентное кипячением с небольшим количеством HNO3. Смесь дважды выпаривают с концентрированной HCl и, растворив остаток в избытке разбавленной НСl, несколько раз взбалтывают раствор с эфиром в большой делительной воронке.

Если исходный материал содержал Со, то содержимому воронки дают отстояться, спускают через кран нижний (водный) слой и к оставшейся в воронке эфирной вытяжке прибавляют часть по объему смеси, полученной встряхиванием НСl (уд. в. 1,104) с эфиром. Сильно встряхивают, снова сливают нижний слой и операцию повторяют.

Очищенную эфирную вытяжку фильтруют, эфир отгоняют (или просто удаляют нагреванием на водяной бане), и оставшийся раствор FeCl3 несколько раз выпаривают с НNО3. Последнее выпаривание ведут с добавлением NH4NO3.

Выпаривание целесообразно проводить в плоской фарфоровой чашке.

После выпаривания остается хрупкая соляная масса, легко отделяющаяся от чашки. Ее истирают в ступке и порциями по 40-50 г умеренно прокаливают в платиновой чашке. Остаток несколько раз смешивают с сухим углекислым аммонием и вновь прокаливают при слабом красном калении, часто перемешивая.

Эту операцию повторяют до приблизительно постоянного веса (точно постоянный вес не может быть достигнут, так как незначительное количество Fe2O3 уносится парами (NH4)2СО3).

железо металл оксид минерал

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цели, поставленные в начале исследовательской работы, были полностью выполнены:

)Собрана информация о железе, его оксидах и минералах:

Железо - ковкий, серебристо-белый металл с высокой реакционной способностью. В соединения проявляет степени окисления +2, +3, +6. Имеет оксиды: Fe+2O, Fe2+3O3, Fe3O4 (Fe+2O·Fe+32O3). Оксид железа (III) Fe2O3 помимо получения синтетическим путем, можно обнаружить в залежах природных руд. Он входит в состав некоторых минералов таких как: гематит, лимонит, магнетит.

)Изучены свойства Fe2O3 и сделаны выводы о его применении:

Вещество Fe2O3 используется для получения чистого мало окисляемого железа путем восстановления водородом, а так же в электронных носителях информации (вследствие магнитности), как полирующее средство (красный крокус) для стали и стекла, в пищевой промышленности и является основным компонентом колькотара (так как соединение является красящим).

)Изучены несколько способов синтеза вещества. Наибольший выход продукта равняется 98% от теоретического. Добиться этого результата можно по методу Д.Н. Финкельштейна, путем нагревания Fe(NO3)3 9H2O в большом фарфоровом тигле на электрической плитке при постоянном помешивании.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1)Рипан Р. Неорганическая химия: В 2-х т./Р. Рипан, И. Четяну; Перев. с рум. Д.Г. Батыра, Х.М. Харитона; Под ред. В.И. Спицына, И.Д. Колли. - М.: Издательство «Мир» 1972. - 2 т.

)Кнунянц И.Л. Краткая химическая энциклопедия: В 5-ти т. / Ред. кол. И.Л. Кнунянц (отв. ред.) и др. - М.: Издательство «Советская Энциклопедия», 1967 - 5 т.

)Лидин, Р.А. Химические свойства неорганических веществ: учеб. пособие для вузов / Р.А. Лидин, Молочко, Л.Л Андреева. Под ред. Р.А. Лидина.- М.: Химия, 2000 - 480 с.

)Некрасов Б.В. Основы общей химии Т. I. изд. 3-е, испр. и доп. Издательство «Химия», 1973 - 656 с.

)Реми Г. Курс неорганической химии в 2-х т. / Г. Реми; А.П. Григорьева, А.Г. Рыков; Под ред. А.В. Новоселовой. - М.: Издательство «Мир»,1966 - 2 т.

)Паффенгольц К.Н. Геологический словарь: в 2-х т./ Ред. ком. К.Н. Паффенгольц (отв.ред.), Л.И. Боровиков, А.И. Жамайда, И.И. Краснов и др.-М.: Издательство «Недра», 1978 - 2 т.

)Эфимов А.И. Свойства неорганических соединений. Справочник / А.И. Ефимов и др. - Л.: Химия, 1983 - 392 с.

)Брауэр Г. Руководство по неорганическому синтезу: в 6 т. Пер. с нем./ Под ред. Г Брауэр. - М.: Издательство «Мир», 1985 - 6 т.

)Карякин Ю.В. Чистые химические реактивы / Ю.В. Карякин, И.И. Ангелов. - М.: Государственная научно-техническое издательство химической литературы, 1955 - 585 с.

)Ключников Н.Г. Практикум по неорганическому синтезу. - М.: Издательство «Просвещение» , 1979 - 271 с.

)Терентьева Е.А. Неорганические синтезы: В 2-х т. / Пер. с англ. Е.А. Терентьевой, под ред. Д.И. Рябчикова, - М.: Издательство иностранной литературы, 1951 - 2т.

)Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - 23-е изд., испр./ Под ред. В.А. Робиновича. - Л.: Химия 1983-704 с.: ил.

)Захаров Л.Н. Начала техники лабораторных работ . - Л.: Химия, 1981 - 192 с.

)Спицын В.И. Неорганическая химия. Ч. I: Учебник - М.: Издательство МГУ, 1991 - 480 с.: ил.

)Рабинович В.А. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977.

)Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2004.

)Карапетянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 1981.

)Практикум по общей и неорганической химии / Под ред. Воробьева А.А., Дракина С.И. - М.: Химия, 1984.

)Жарский И.М., Новиков Г.И. Физические методы исследования в неорганической химии. - М.: Высшая школа, 1988.

)Краснов К.С. Молекулы и химическая связь. - М.: Высшая школа, 1974.

)Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии. - М.: Издательство «Мир», 1979.

)Исидоров В.А. Экологическая химия. - СПб.: Химиздат, 2001.

)Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Ч. 1 M.: Мир, 1969.

)Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений, М.: Мир, 1987, 2 т.

)Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ. - 3-е изд., испр. - М.: Химия, 2000 - 480 с.

)Трифонов Д.Н., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы - М.: Просвещение, 1980.

)Химия: Справ. изд. / В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем. 2-е изд., стереотип. - М.: Химия, 2000.

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ . Оксид FeO (в технике - вюстит). В кристаллич. решетке вюстита имеются вакантные узлы, и его состав отвечает формуле Fe x O, где х = 0,89-0,95; уравение температурной зависимости давления разложения: lg p(O 2 , в мм рт. ст.) = - 26730/T+ 6,43 (T > 1813 К); см. также табл. В воде практически не раств., хорошо растворим в кислотах, растворах щелочей. Легко окисляется; пирофорeн. После прокаливания химический активность и пирофорность FeO снижаются. В природе - чрезвычайно редкий минерал иоцит. Получают восстановлением Fe 2 O 3 водородом либо СО или при прокаливании в атмосфере N 2 2FeC 2 O 4 * 3H 2 O. Сесквиоксид Fe 2 O 3 существует в трех полиморфных модификациях: наиболее устойчивая а (минерал гематит), g (маггемит, оксимагнетит) и d (с тригональной кристаллич. решеткой); температуры перехода a : g 677°С, g : d 777°С; D H 0 перехода a : g 0,67 кДж/моль. Для модификации a -Fe 2 O 3 уравение температурной зависимости давления разложения: lg p(O 2 , в мм рт. ст.) = - 10291/T+ 5,751gT - 1,09 * 10 - 3 Т -0,75 * 10 5 Т - 2 - 12,33; растворим в соляной и серной кислотах, слабо - в HNO 3 ; парамагнетик, точка Нееля 953 К. Модификации g - и d -Fe 2 O 3 ферримагнитны; g -Fе 2 О 3 образуется при низкотемпературном окислении Fe 3 O 4 и Fe, d -Fe 2 O 3 может быть получен при гидролизе и окислении растворов солей Fe(II). Оксид Fe(II,III) - соединение формулы Fe 3 O 4 , или FeO * Fe 2 O 3 , Fe II (Fe III O 2) 2 (минерал магнетит), при нагревании разлагается; при 627 °С a -форма переходит в b ; уравение температурной зависимости давления разложения: lgp(O 2 , в мм рт. ст.) = = - 33265/Т+ 13,37 (Т > 843 К); ферримагнетик, точка Кюри 900 К; отличается высокой электрич. проводимостью. Растворим в кислотах с образованием солей Fe(II) и Fe(III), прокаленный при 1200-1300 °С природные магнетит практически не растворим в кислотах и их смесях. При нагревании на воздухе окисляется до Fe 2 O 3 . Получают действием водяного пара на раскаленное железо, восстановлением Fe 2 O 3 , окислением FeO. ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ о. соответствует ряд гидроксидов. Гидроксид Fe(OH) 2 образуется при действии щелочи на водные растворы солей Fe(II); быстро окисляется до FeO(OH). Растворимость в воде 0,00015 г в 100 г (18°С), растворим в кислотах, растворах щелочей с образованием гидроксоферратов(II), например Na 2 , и растворах NH 4 Cl. Гидроксиды Fe(III) образуют в природе ряд бурых железняков: гидрогематит Fe 2 O 3 * 0,1H 2 O (твердый раствор воды в гематите), турьит 2Fe 2 O 3 * Н 2 О (тонкая механические смесь гётита и гидрогематита), гётит a -FeO(OH), или Fe 2 O 3 * H 2 O, лепидокрокит g -FeO(OH), гидрогётит 3Fe 2 O 3 * 4H 2 O, лимонит 2Fe 2 O 3 * 3H 2 O, ксантосидерит Fe 2 O 3 * 2H 2 O и лимнит Fe 2 O 3 *3H 2 O (твердые растворы воды в гётите).

Лимнит совпадает по составу с искусств. гидрогелем Fe(OH) 3 , получаемым осаждением щелочью из растворов солей Fe(III). При прокаливании гидроксиды Fe превращаются в a -Fe 2 O 3 . Гидроксид Fe(OH) 3 - очень слабое основание; амфотерен, при оглавлении со щелочами или основными оксидами образуют соли не выделенной в свободный состоянии железистой кислоты НFеО 2 - ферраты(Ш), или ферриты, например NaFeO 2 . При окислении Fe(OH) 3 в щелочной среде сильными окислителями образуются соли не существующей железной кислоты H 2 FeO 4 (триоксид FeO 3 также неизвестен) - ферраты(VI), например K 2 FeO 4 , - красно-фиолетовые кристаллы; при 120-200 °С разлагаются на Fe 2 O 3 , M 2 O и О 2 ; более сильные окислители, чем КМnО 4 . Прир. оксиды и гидроксиды Fe - сырье в производстве Fe, природные и синтетические - минеральных пигменты (см. Железная слюдка, Железооксидные пигменты, Железный сурик, Мумия, Охры, Умбра); FeO - промежуточные продукт в производстве Fe и ферритов, компонент керамики и термостойких эмалей; a -Fe 2 O 3 - компонент футеровочной керамики, цемента, термита, поглотит. массы для очистки газов, полирующего материала (крокуса), используют для получения ферритов; g -Fe 2 O 3 - рабочий слой магнитных лент; Fe 3 O 4 - материал для электродов при электролизе хлоридов щелочных металлов, компонент активной массы щелочных аккумуляторов, цветного цемента, футеровочной керамики, термита; Fe(OH) 2 -промежуточные продукт при получении ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ о. и активной массы железоникелевых аккумуляторов; Fe(OH) 3 - компонент поглотительной массы для очистки газов, катализатор в органическое синтезе.

Химическая энциклопедия. Том 2 >>

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ Оксид FeO (в технике - вюстит). В кристаллич. решетке вюстита имеются вакантные узлы, и его состав отвечает ф-ле Fe x O, где х= 0,89-0,95; ур-ние температурной зависимости давления разложения: lg p(O 2 , в мм рт. ст.) = - 26730/T+ 6,43 (T > 1813 К); см. также табл. В воде практически не раств., хорошо раств. в к-тах, р-рах щелочей. Легко окисляется; пирофорeн. После прокаливания хим. активность и пирофорность FeO снижаются. В природе - чрезвычайно редкий минерал иоцит. Получают восстановлением Fe 2 O 3 водородом либо СО или при прокаливании в атмосфере N 2 2FeC 2 O 4 .3H 2 O. Сесквиоксид Fe 2 O 3 существует в трех полиморфных модификациях: наиб. устойчивая а (минерал гематит), g (маггемит, оксимагнетит) и d (с тригональной кристаллич. решеткой); т-ры перехода a: g 677°С, g: d 777°С; DH 0 перехода a: g 0,67 кДж/моль. Для модификации a-Fe 2 O 3 ур-ние температурной зависимости давления разложения: lg p(O 2 , в мм рт. ст.) = - 10291/T+ 5,751gT - 1,09.10 - 3 Т -0,75.10 5 Т - 2 - 12,33; раств. в соляной и серной к-тах, слабо - в HNO 3 ; парамагнетик, точка Нееля 953 К. Модификации g- и d-Fe 2 O 3 ферримагнитны; g-Fе 2 О 3 образуется при низкотемпературном окислении Fe 3 O 4 и Fe, d-Fe 2 O 3 м. б. получен при гидролизе и окислении р-ров солей Fe(II). Оксид Fe(II,III) - соед. ф-лы Fe 3 O 4 , или FeO.Fe 2 O 3 , Fe II (Fe III O 2) 2 (минерал магнетит), при нагр. разлагается; при 627 °С a-форма переходит в b; ур-ние температурной зависимости давления разложения: lgp(O 2 , в мм рт. ст.) = = - 33265/Т+ 13,37 (Т > 843 К); ферримагнетик, точка Кюри 900 К; отличается высокой электрич. проводимостью. Раств. в к-тах с образованием солей Fe(II) и Fe(III), прокаленный при 1200-1300 °С прир. магнетит практически не раств. в к-тах и их смесях. При нагр. на воздухе окисляется до Fe 2 O 3 . Получают действием водяного пара на раскаленное железо, восстановлением Fe 2 O 3 , окислением FeO. Ж. о. соответствует ряд гидроксидов. Гидроксид Fe(OH) 2 образуется при действии щелочи на солей Fe(II); быстро окисляется до FeO(OH). Р-римость в воде 0,00015 г в 100 г (18°С), раств. в к-тах, р-рах щелочей с образованием гидроксоферратов(II), напр. Na 2 , и р-рах NH 4 Cl. Гидроксиды Fe(III) образуют в природе ряд бурых железняков: гидрогематит Fe 2 O 3 .0,1H 2 O (твердый р-р воды в гематите), турьит 2Fe 2 O 3 .Н 2 О (тонкая мех. смесь гётита и гидрогематита), гётит a-FeO(OH), или Fe 2 O 3 .H 2 O, лепидокрокит g-FeO(OH), гидрогётит 3Fe 2 O 3 .4H 2 O, лимонит 2Fe 2 O 3 .3H 2 O, ксантосидерит Fe 2 O 3 .2H 2 O и лимнит Fe 2 O 3 .3H 2 O (твердые р-ры воды в гётите).

Лимнит совпадает по составу с искусств. гидрогелем Fe(OH) 3 , получаемым осаждением щелочью из р-ров солей Fe(III). При прокаливании гидроксиды Fe превращаются в a-Fe 2 O 3 . Гидроксид Fe(OH) 3 - очень слабое основание; амфотерен, при оглавлении со щелочами или основными оксидами образуют соли не выделенной в своб. состоянии железистой к-ты НFеО 2 - ферраты(Ш), или ферриты, напр. NaFeO 2 . При окислении Fe(OH) 3 в щелочной среде сильными окислителями образуются соли не существующей железной к-ты H 2 FeO 4 (триоксид FeO 3 также неизвестен) - ферраты(VI), напр. K 2 FeO 4 , - красно-фиолетовые кристаллы; при 120-200 °С разлагаются на Fe 2 O 3 , M 2 O и О 2 ; более сильные окислители, чем КМnО 4 . Прир. оксиды и гидроксиды Fe - сырье в произ-ве Fe, природные и синтетические - минер. пигменты (см. Железная слюдка, Железооксидные пигменты, Железный сурик, Мумия, Охры, Умбра ); FeO - промежут. продукт в произ-ве Fe и ферритов, компонент керамики и термостойких эмалей; a-Fe 2 O 3 - компонент футеровочной керамики, цемента, термита, поглотит. массы для очистки газов, полирующего материала (крокуса), используют для получения ферритов; g-Fe 2 O 3 - рабочий слой магн. лент; Fe 3 O 4 - материал для электродов при электролизе хлоридов щелочных металлов, компонент активной массы щелочных аккумуляторов, цветного цемента, футеровочной керамики, термита; Fe(OH) 2 -промежут. продукт при получении Ж. о. и активной массы железоникелевых аккумуляторов; Fe(OH) 3 - компонент поглотительной массы для очистки газов, катализатор в орг. синтезе. Лит.: см. при ст. Железо. Е. Ф. Вeгман. Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия Под ред. И. Л. Кнунянца 1988

Е-172 Оксиды и гидроксиды железа – пищевая добавка, краситель.

Характеристика:

Оксиды железа неорганические пигменты представляют собой химические соединения железа и кислорода. В пищевой промышленности добавка Е-172 используется в качестве красителя для окраски пищевых продуктов в желтые, оранжевые, красные, коричневые и черные цвета. Всего известно 16 видов оксидов и гидроксидов железа. Однако в пищевой промышленности используются 3 формы оксидов для придания продуктам различных оттенков: Е-172 (i) - Оксид железа (II,III) - сложный оксид, одновременно содержащий ионы железа (II) и железа (III). Имеет химическую формулу Fe3O4 и встречается в природе в виде минерала магнетита. Окрашивает в черный цвет. Е-172 (ii) - Оксид железа (III) с химической формулой Fe2O3. Встречается в природе в виде минерала гематита. В просторечии - ржавчина. Окрашивает в красный цвет. Е-172 (iii) - Оксид железа (II) с химической формулой FeO. Встречается в природе в виде минерала вюстита. Окрашивает в желтый цвет. Хорошо растворяются в концентрированных неорганических кислотах, нерастворимы в воде, органических растворителях, растительных маслах. Очень хорошая устойчивость к свету, нагреванию и щёлочам, к фруктовым кислотам хорошая устойчивость. Оксиды железа встречаются в природе, но в пищевой промышленности, для получения добавки Е-172 используют метод прокаливания оксидов железа (II) и (III) или путем взаимодействия железа с водяным паром при высокой температуре нижЕ-570°С.

Применение:

Оксиды и гидроксиды железа широко распространены в природе и используются людьми в различных сферах производства. В ЕС оксиды и гидроксиды железа (Е-172 ) разрешены для всех пищевых продуктов QS. В РФ добавка разрешена в качестве красителя в пищевые продукты согласно ТИ в количестве согласно ТИ (п. п. 3.2.14,3.11.3 СанПиН 2.3.2.1293-03). Оксиды железа используются прежде всего для окрашивания драже, украшений и покрытий в дозировке около 0,1 г/кг. Кроме пищевой промышленности, оксиды железа используются:

• в металлургической промышленности в качестве сырья для производства металлов;
• в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента в красках и покрытиях;
• в химической промышленности в качестве катализаторов;
• в косметической промышленности для придания нужных оттенков косметической продукции (для окрашивания краски для ресниц, тональных кремов, грима и пудры);
• в фармацевтике для изготовления лекарственных средств, повышающих уровень гемоглобина, для окрашивания фармпрепаратов в форме драже, порошков и кремов. А также оксиды и гидроксиды железа используются для окрашивания туалетного мыла, в качестве пигментов в живописи, цветного цемента, как компоненты футеровочной керамики.

  Воздействие на организм человека:

  Предельно допустимая норма суточного потребления добавки Е-172 составляет 0,5 мг/кг массы тела человека. В малых дозах железо полезно для организма (повышает уровень гемоглобина в крови). Но при передозировке железа, оно может нанести ощутимый вред здоровью. При высокой концентрации железа в организме идет выработка свободных радикалов, что может привести к сердечным приступам и инсультам. Кроме того, накапливание железа в печени провоцирует рак печени, однако это свойственно людям с генетическим заболеванием гемохромотоз. В здоровом организме при соблюдении разумных доз потребления железа, оно не наносит ни какого вреда организму человека.

В организме человека содержится около 5 г железа, большая часть его (70%) входит в состав гемоглобина крови.

Физические свойства

В свободном состоянии железо - серебристо-белый металл с сероватым оттенком. Чистое железо пластично, обладает ферромагнитными свойствами. На практике обычно используются сплавы железа - чугуны и стали.

Fe - самый главный и самый распространенный элемент из девяти d-металлов побочной подгруппы VIII группы. Вместе с кобальтом и никелем образует «семейство железа».

При образовании соединений с другими элементами чаще использует 2 или 3 электрона (В = II, III).

Железо, как и почти все d-элементы VIII группы, не проявляет высшую валентность, равную номеру группы. Его максимальная валентность достигает VI и проявляется крайне редко.

Наиболее характерны соединения, в которых атомы Fe находятся в степенях окисления +2 и +3.

Способы получения железа

1. Техническое железо (в сплаве с углеродом и другими примесями) получают карботермическим восстановлением его природных соединений по схеме:

Восстановление происходит постепенно, в 3 стадии:

1) 3Fe 2 O 3 + СО = 2Fe 3 O 4 + СO 2

2) Fe 3 O 4 + СО = 3FeO +СO 2

3) FeO + СО = Fe + СO 2

Образующийся в результате этого процесса чугун содержит более 2% углерода. В дальнейшем из чугуна получают стали - сплавы железа, содержащие менее 1,5 % углерода.

2. Очень чистое железо получают одним из способов:

а) разложение пентакарбонила Fe

Fe(CO) 5 = Fe + 5СО

б) восстановление водородом чистого FeO

FeO + Н 2 = Fe + Н 2 O

в) электролиз водных растворов солей Fe +2

FeC 2 O 4 = Fe + 2СO 2

оксалат железа (II)

Химические свойства

Fe - металл средней активности, проявляет общие свойства, характерные для металлов.

Уникальной особенностью является способность к «ржавлению» во влажном воздухе:

В отсутствие влаги с сухим воздухом железо начинает заметно реагировать лишь при Т > 150°С; при прокаливании образуется «железная окалина» Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

В воде в отсутствие кислорода железо не растворяется. При очень высокой температуре Fe реагирует с водяным паром, вытесняя из молекул воды водород:

3 Fe + 4Н 2 O(г) = 4H 2

Процесс ржавления по своему механизму является электрохимической коррозией. Продукт ржавления представлен в упрощенном виде. На самом деле образуется рыхлый слой смеси оксидов и гидроксидов переменного состава. В отличие от пленки Аl 2 О 3 , этот слой не предохраняет железо от дальнейшего разрушения.

Виды коррозии

Защита железа от коррозии

1. Взаимодействие с галогенами и серой при высокой температуре.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 = FeI 2

Образуются соединения, в которых преобладает ионный тип связи.

2. Взаимодействие с фосфором, углеродом, кремнием (c N 2 и Н 2 железо непосредственно не соединяется, но растворяет их).

Fe + Р = Fe x P y

Fe + C = Fe x C y

Fe + Si = Fe x Si y

Образуются вещества переменного состава, т к. бертоллиды (в соединениях преобладает ковалентный характер связи)

3. Взаимодействие с «неокисляющими» кислотами (HCl, H 2 SO 4 разб.)

Fe 0 + 2Н + → Fe 2+ + Н 2

Поскольку Fe располагается в ряду активности левее водорода (Е° Fe/Fe 2+ = -0,44В), оно способно вытеснять Н 2 из обычных кислот.

Fe + 2HCl = FeCl 2 + Н 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + Н 2

4. Взаимодействие с «окисляющими» кислотами (HNO 3 , H 2 SO 4 конц.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Концентрированные HNO 3 и H 2 SO 4 «пассивируют» железо, поэтому при обычной температуре металл в них не растворяется. При сильном нагревании происходит медленное растворение (без выделения Н 2).

В разб. HNO 3 железо растворяется, переходит в раствор в виде катионов Fe 3+ а анион кислоты восстанавливется до NO*:

Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NO + 2Н 2 O

Очень хорошо растворяется в смеси НСl и HNO 3

5. Отношение к щелочам

В водных растворах щелочей Fe не растворяется. С расплавленными щелочами реагирует только при очень высоких температурах.

6. Взаимодействие с солями менее активных металлов

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Взаимодействие с газообразным монооксидом углерода (t = 200°C, P)

Fe(порошок) + 5CO (г) = Fe 0 (CO) 5 пентакарбонил железа

Соединения Fe(III)

Fe 2 O 3 - оксид железа (III).

Красно-бурый порошок, н. р. в Н 2 O. В природе - «красный железняк».

Способы получения:

1) разложение гидроксида железа (III)

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2) обжиг пирита

4FeS 2 + 11O 2 = 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) разложение нитрата

Химические свойства

Fe 2 O 3 - основный оксид с признаками амфотерности.

I. Основные свойства проявляются в способности реагировать с кислотами:

Fe 2 О 3 + 6Н + = 2Fe 3+ + ЗН 2 О

Fe 2 О 3 + 6HCI = 2FeCI 3 + 3H 2 O

Fe 2 О 3 + 6HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Слабокислотные свойства. В водных растворах щелочей Fe 2 O 3 не растворяется, но при сплавлении с твердыми оксидами, щелочами и карбонатами происходит образование ферритов:

Fe 2 О 3 + СаО = Ca(FeО 2) 2

Fe 2 О 3 + 2NaOH = 2NaFeО 2 + H 2 O

Fe 2 О 3 + MgCO 3 = Mg(FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 О 3 - исходное сырье для получения железа в металлургии:

Fe 2 О 3 + ЗС = 2Fe + ЗСО или Fe 2 О 3 + ЗСО = 2Fe + ЗСO 2

Fe(OH) 3 - гидроксид железа (III)

Способы получения:

Получают при действии щелочей на растворимые соли Fe 3+ :

FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 + 3NaCl

В момент получения Fe(OH) 3 - красно-бурый слизистоаморфный осадок.

Гидроксид Fe(III) образуется также при окислении на влажном воздухе Fe и Fe(OH) 2:

4Fe + 6Н 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3

4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Гидроксид Fe(III) является конечным продуктом гидролиза солей Fe 3+ .

Химические свойства

Fe(OH) 3 - очень слабое основание (намного слабее, чем Fe(OH) 2). Проявляет заметные кислотные свойства. Таким образом, Fe(OH) 3 имеет амфотерный характер:

1) реакции с кислотами протекают легко:

2) свежий осадок Fe(OH) 3 растворяется в горячих конц. растворах КОН или NaOH с образованием гидроксокомплексов:

Fe(OH) 3 + 3КОН = K 3

В щелочном растворе Fe(OH) 3 может быть окислен до ферратов (солей не выделенной в свободном состоянии железной кислоты H 2 FeO 4):

2Fe(OH) 3 + 10КОН + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6КВr + 8Н 2 O

Соли Fe 3+

Наиболее практически важными являются: Fe 2 (SO 4) 3 , FeCl 3 , Fe(NO 3) 3 , Fe(SCN) 3 , K 3 4- желтая кровяная соль = Fe 4 3 берлинская лазурь (темно-синий осадок)

б) Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 роданид Fe(III) (р-р кроваво-красного цвета)

Характеристика и получение

Е172 - пищевой краситель, который объединяет три формы оксидов железа. Не имеет запаха и вкуса, выглядит как порошок или паста. Спектр оттенков - черный, коричневый, красный, оранжевый, желтый. Оксиды железа есть в природной среде, но для применения в промышленности используют синтетический метод получения Е172.

Существует 16 форм оксидов железа, но в пищевой отрасли применяют только три:

Вещество хорошо растворяется в неорганических кислотах и не растворяется в воде, органических растворителях и растительных маслах. Сохраняет свойства при воздействии света, тепла, фруктовых кислот и щелочей.

Назначение

Оксид железа участвует в производстве продуктов питания, придавая им необходимый оттенок. Вещество служит прочным пигментом в красках. Выступает сырьем для изготовления металлов. Добавку используют в косметологической, фармацевтической и химической отраслях.

Влияние на здоровье организма человека: польза и вред

Добавка Е172 не вредит здоровью, если употреблять в пределах установленной нормы. За сутки в организм может поступать не более 0,5 мг вещества в расчете на килограмм веса. Чрезмерное количество железа приводит к формированию свободных радикалов, что может вызвать сердечный приступ, инфаркт миокарда и инсульт.

У больных гемохромотозом скопление железа может спровоцировать развитие рака печени. Но краситель Е172, в составе которого есть железо, попав в здоровый организм, полностью перерабатывается и выводится наружу. Таким образом он не вредит здоровью при соблюдении установленной дозировки.

Сферы применения

Пищевая промышленность включает добавку Е172 в состав продуктов, чтобы окрасить их в нужный цвет. Часто краситель используют для придания черного оттенка искусственной икре (особенно в России).

Оксидом железа окрашивают:

• драже, шоколад, конфеты;
• смеси для выпечки;
• паштет из мяса и рыбы;
• корма для животных;
• кондитерские изделия;
• украшения продуктов;
• молочные десерты.

Другие сферы применения оксидов железа:

• металлургия (сырье для изготовления металлов);
• косметология (покраска тонального крема, пудры, краски для ресниц и т.д.);
• фармацевтика (придание цвета препаратам в форме кремов, порошков, драже; для производства лекарств, повышающих гемоглобин);
• химическая отрасль (выполняет роль катализатора);
• лакокрасочное производство (пигмент в составе покрытий и красок).

Содержание в продуктах согласно нормам

Таблица. Норма содержания пищевой добавки E172 в продуктах согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008

Пищевые продукты	Максимальный уровень содержания Е172 в продуктах
Ароматизированные и/или ферментированные напитки с молоком (какао, шоколадное молоко, питьевой йогурт, напитки на основе сыворотки)
Молочные десерты (пудинги, ароматизированные или фруктовые йогурты)
Джемы, мармелад, желе
Плавленые сыры
Корка зрелых сыров
Десерты на основе жиров, кроме молочных
Пищевой лед (в том числе фруктовый лед и щербет)
Консервированные или пастеризованные плоды
Пасты на основе плодов
Свежие плоды с обработанной поверхностью
Десерты на основе плодов (в том числе с фруктовыми ароматизаторами на водной основе)
Засахаренные плоды
Кондитерские изделия (в том числе карамель, нуга, конфеты)
Крупы для завтрака (в том числе овсяные хлопья), десерты на основе круп и крахмалов (например, пудинг из риса, тапиоки)
Сладкие соусы, украшения (например, для выпечки), не фруктовые топпинги
Сдобные хлебобулочные изделия (соленые, сладкие, острые) и смеси
Копченые, сушеные, ферментированные и(или) соленые рыба и рыбопродукты, включая моллюсков, ракообразных и иглокожих
Икра и продукты из нее, аналоги лососевых рыб
Съедобные оболочки (например, для колбас)
Свежие яйца	Согласно ППП
Соусы и подобные им продукты
Приправы и заправки
Готовые к употреблению пищевые закуски на основе картофеля, крахмала, круп и муки
Обработанные орехи, очищенные орехи,ореховые смеси
Бульоны и супы
Напитки на водной основе и ароматизаторах, включая "спортивные", "энергетические", "электролитические" и гранулированные

Законодательство

Использование красителя Е172 допускается практически во всех странах. Он применяется в России, Украине, странах Европы, США, Канаде и многих других государствах.