Tetróxido de trifer | |
Cristales de magnetita , forma cristalina de óxido de hierro (II, III) |
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Identificación | |
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N o CAS | |
N o ECHA | 100,013,889 |
N o CE | 215-277-5 |
PubChem | 16211978 |
Sonrisas |
O = [Fe] .O = [Fe] O [Fe] = O , |
InChI |
InChI: InChI = 1S / 3Fe.4O InChIKey: SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N |
Apariencia | polvo negro |
Propiedades químicas | |
Fórmula bruta |
Fe 3 O 4 [isómeros] |
Masa molar | 231.533 ± 0.007 g / mol Fe 72.36%, O 27.64%, |
Propiedades físicas | |
T ° fusión | 1597 ° C |
Densidad | 5,17 g · cm -3 |
Precauciones | |
SGH | |
Estado en polvo :
Atención H315, H319, H335, P261, P305, P338, P351, H315 : Provoca irritación cutánea H319 : Provoca irritación ocular grave H335 : Puede irritar el sistema respiratorio P261 : Evite respirar el polvo / humo / gas / niebla / vapores / aerosoles. P305 : Si entra en contacto con los ojos: P338 : Quitar los lentes de contacto si la víctima los está usando y si se pueden quitar fácilmente. Continúe enjuagando. P351 : Enjuagar cuidadosamente con agua durante varios minutos. |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |
El tetróxido triiron a menudo incorrectamente llamado óxido de hierro (II, III) , es un compuesto químico con la fórmula Fe 3 O 4. Es un óxido de hierro presente en el medio natural en forma de magnetita , un mineral negro cristalizado; en el laboratorio, suele aparecer como una pólvora negra. Contiene hierro (II), Fe 2+ y hierro (III), cationes Fe 3+ , y su fórmula a veces se escribe FeO · Fe 2 O 3. Exhibe un magnetismo permanente, que es de naturaleza ferrimagnética (y no ferromagnético como a veces se puede escribir). Su uso principal es el de pigmento negro, producido industrialmente en lugar de extraído del mineral porque el tamaño y la forma de las partículas pueden controlarse mediante el método de producción.
Fe 3 O 4tiene una estructura de espinela inversa en la que los cationes ferrosos Fe 2+ ocupan la mitad de los sitios de coordinación octaédricos mientras que los cationes férricos Fe 3+ se distribuyen sobre los sitios de coordinación octaédricos restantes, así como los sitios de coordinación tetraédricos .
Las subredes de óxido de hierro (II) FeO y óxido de hierro (III) Fe 2 O 3comparten la misma subred cúbica centrada en las caras de los aniones O 2- , lo que explica la facilidad con la que los átomos de hierro pueden cambiar el estado de oxidación , ya que esto no afecta la estructura general del material.
El ferrimagnetismo del óxido de hierro (II, III) resulta del acoplamiento de espín de los electrones, por un lado, de los iones ferrosos Fe 2+ y Fe 3+ férrico que ocupan los sitios octaédricos y, por otro lado, de los iones férricos que ocupan los sitios. tetraédrico: aunque estos dos acoplamientos son antiparalelos, no se anulan entre sí y el campo magnético resultante es permanente.
La temperatura de Curie de Fe 3 O 4es 585 ° C .
Hay una transición de fase a 120 K , llamada transición de Verwey , que se manifiesta como una discontinuidad en las propiedades estructurales, magnéticas y eléctricas del óxido de hierro (II, III). Este efecto ha sido intensamente estudiado y ha sido objeto de numerosas teorías en un intento de explicarlo, pero hasta el día de hoy sigue siendo relativamente poco conocido.
Fe 3 O 4es un conductor eléctrico con una conductividad un millón de veces superior a la del Fe 2 O 3, que se atribuye al intercambio de electrones entre los centros ferrosos y férricos.
El óxido de hierro (II, III) como pigmento, llamado magnetita sintética , se puede producir mediante procesos industriales reutilizando residuos industriales, chatarra o soluciones de sales de hierro resultantes en particular del decapado ácido de aceros:
Es posible producir nanopartículas de óxido de hierro (II, III) mezclando, por ejemplo, sales ferrosas y férricas con un álcali para dar un precipitado coloidal de Fe 3 O 4.. Las condiciones de funcionamiento son decisivas para el tamaño de las partículas obtenidas.
Reducción del mineral de magnetita Fe 3 O 4por monóxido de carbono interviene en la producción de aceros:
Fe 3 O 4+ 4 CO → 3 Fe + 4 CO 2.Oxidación controlada de Fe 3 O 4permite la producción de un pigmento marrón, γ-Fe 2 O 3 maghemita :
4 Fe 3 O 4+ O 2→ 6 γ-Fe 2 O 3.Si empujamos hasta la calcinación , Fe 3 O 4da al aire libre un pigmento rojo, α-Fe 2 O 3 hematita :
4 Fe 3 O 4+ O 2 → 6 α-Fe 2 O 3.