酸化鉄 III は、鉄と酸素の化学結合によって形成される化合物です。一般に錆びと呼ばれるもので、赤茶色をしています。
| IUPAC名 | 酸化鉄(III) |
| 分子式 | Fe2O3 |
| CAS番号 | 1309-37-1 |
| 同義語 | 酸化第二鉄、ヘマタイト、三二酸化鉄、さび |
| インチチ | InChI=1S/2Fe.3O |
第三鉄酸化物の性質
酸化鉄IIIの配合
酸化鉄IIIの式はFe2O3です。これは、各 Fe2O3 分子には 2 つの鉄原子と 3 つの酸素原子が含まれていることを意味します。この化学式は、化合物中の元素の比率を表します。
酸化鉄IIIのモル質量
Fe2O3 のモル質量は、構成元素の原子質量を加算することで計算できます。鉄の原子量は 55.845 g/mol、酸素の原子量は 16.00 g/mol です。したがって、Fe2O3 のモル質量は約 159.69 g/mol です。
第三鉄酸化物の沸点
Fe2O3 は加熱すると分解するため、明確な沸点がありません。ただし、1,565 °C (2,849 °F) 付近で分解が始まります。高温では、Fe2O3 は鉄と酸素に分解します。
第三酸化鉄の融点
Fe2O3 は比較的高い融点を持っています。約 1,565°C (2,849°F) で溶けます。この温度は、金属鉄の融点である約 1,538°C (2,800°F) よりも高くなります。 Fe2O3を加熱すると溶けて液体になります。
酸化鉄IIIの密度 g/mL
Fe2O3 の密度は約 5.24 g/mL です。これは比較的高密度の固体化合物であり、同体積の水よりも重いことを示しています。物質の密度は、単位体積あたりの質量の尺度です。
第三鉄酸化物の分子量
Fe2O3 の分子量は、構成原子の原子量を加算して計算されます。 Fe2O3 には 2 つの鉄原子と 3 つの酸素原子が含まれるため、分子量は (2 x 55.845 g/mol) + (3 x 16.00 g/mol) = 159.69 g/mol として計算できます。
第三鉄酸化物の構造
Fe2O3 は結晶格子構造を持っています。強いイオン結合によって結合された鉄と酸素原子のネットワークを形成します。格子内の原子の配置により、硬さや脆さなどの物理的特性が生じます。
第三鉄酸化物の溶解度
Fe2O3 は水およびほとんどの有機溶媒に不溶です。これらの物質と接触しても、容易に溶解したり、イオンに解離したりしません。ただし、強酸と反応して鉄塩と水を形成する可能性があります。 Fe2O3 の溶解度は、さまざまな溶媒に対して制限されています。
| 外観 | 赤褐色の固体 |
| 比重 | 5.24g/ml |
| 色 | 赤茶色 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 159.69 g/モル |
| 密度 | 5.24g/ml |
| 融合点 | 1,565°C (2,849°F) |
| 沸点 | 分解された |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 不溶性 |
| 溶解性 | 水や他のほとんどの溶媒に不溶 |
| 蒸気圧 | 適用できない |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 適用できない |
| pH | 中性 |
第三酸化鉄の安全性と危険性
Fe2O3 は、通常の状態では重大な健康リスクを引き起こしません。ただし、慎重に扱うことが重要です。呼吸器系を刺激する可能性があるため、Fe2O3 の微粒子の吸入は避けてください。目や皮膚に直接接触すると、軽度の刺激を引き起こす可能性があります。 Fe2O3 を扱う場合は、皮膚や目への潜在的な刺激を避けるために、手袋や安全メガネなどの適切な個人用保護具を着用することをお勧めします。誤飲や長期暴露の場合は医師に相談することをお勧めします。環境汚染を避けるために、適切な保管と廃棄のガイドラインに従うことも重要です。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | – 粉塵粒子の吸入を避けてください \n- 適切な保護具を着用してください \n- 慎重に取り扱ってください |
| 国連識別番号 | 適用できない |
| HSコード | 2821.10.00 |
| 危険等級 | 未分類 |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | 正しく扱えば人体への毒性は低い |
酸化鉄IIIの合成方法
Fe2O3 を合成するにはいくつかの方法があります。一般的なアプローチは、酸素の存在下で鉄を酸化することです。鉄は、特に湿気の存在下では大気中の酸素と反応して、一般に錆と呼ばれる Fe2O3 の層を形成することがあります。このプロセスは、露出した鉄の表面で時間の経過とともに自然に発生します。
別の方法には、水酸化鉄(III) または硝酸鉄(III) の熱分解が含まれます。水酸化鉄(III)を加熱すると水と酸素が放出され、Fe2O3が形成されます。同様に、硝酸鉄(III)を加熱すると化合物が分解し、副生成物としてFe2O3、二酸化窒素、酸素が生成されます。
沈殿反応を使用して Fe2O3 を合成できます。この方法では、硫酸鉄(II)や塩化鉄(III)などの鉄塩を、水酸化ナトリウムや水酸化アンモニウムなどのアルカリ溶液と混合します。沈殿物である水酸化鉄IIIをさらに加熱または酸化すると、Fe2O3が得られます。
ゾルゲル法、水熱合成、共沈法などのさまざまな技術により、Fe2O3 ナノ粒子の合成が可能になります。これらの方法には、多くの場合、適切な安定剤または界面活性剤の存在下で、鉄前駆体からの制御された沈殿またはナノ粒子の形成が含まれます。
選択される具体的な合成方法は、Fe2O3 製品の望ましい特性と用途に応じて異なることに注意することが重要です。各方法には、コスト、拡張性、純度、粒子サイズの制御の点で利点と考慮事項があります。
第三酸化鉄の用途
Fe2O3 には、その独特の特性により多くの用途があります。一般的な用途には次のようなものがあります。
- 顔料: 塗料、コーティング、着色剤には顔料として Fe2O3 が広く使用されており、さまざまな材料に望ましい赤茶色の色合いを与えます。
- 研磨剤: 金属仕上げプロセスでは、金属表面を滑らかにして外観を改善するために、Fe2O3 を研磨剤として使用します。
- 触媒: Fe2O3 は、アンモニアの生成や水性ガスの変換反応などの化学反応において触媒として機能します。
- 磁性材料: メーカーは、その磁気特性により、テープやディスクなどの磁気記録媒体の製造に Fe2O3 を使用します。
- 化学試薬: さまざまな実験室での実験、特に酸化還元反応や他の化合物の合成において、Fe2O3 が化学試薬として使用されます。
- 光触媒: 廃水処理や太陽エネルギー変換などの光触媒の応用は、Fe2O3 ナノ粒子の可能性を示しています。
- セラミック顔料: セラミック業界では、Fe2O3 は釉薬の顔料として機能し、セラミック製品に色と視覚的魅力を加えます。
- コンクリート添加剤: Fe2O3 はコンクリートの添加剤で、コンクリート構造物の強度、耐久性、美的外観を向上させます。
- 電極材料: リチウムイオン電池などの一部の種類の電池では、電極材料として Fe2O3 が使用されています。
- 医薬品への応用: 研究者は、薬物送達システムおよび医療におけるイメージング応用における Fe2O3 ナノ粒子を研究しています。
これらは Fe2O3 のさまざまな用途のほんの一例であり、さまざまな産業における Fe2O3 の多用途性を示しています。
質問:
Q: 酸化鉄(III) の式は何ですか?
A: 酸化鉄(III) の化学式は Fe2O3 です。
Q: 酸化鉄(III) 4 モルには鉄は何モル含まれますか?
A: 4 モルの Fe2O3 には 8 モルの鉄が含まれます。
Q: 鉄を酸化鉄(III)に酸化するには、どのくらいのO2が必要ですか?
A: 鉄を Fe2O3 に酸化するには、鉄 4 モルに対して 3 モルの O2 が必要です。
Q: 酸化鉄(III) には原子が何個ありますか?
A: Fe2O3 の分子には 5 つの原子があります。
Q: 35.0 gのさび（酸化第二鉄または酸化鉄(III)）中の鉄の質量はいくらですか?
A：35.0gのサビ（Fe2O3）中の鉄の質量は約23.3gです。
Q: 錆はなぜ酸化鉄(II)ではなく酸化鉄(III)として形成されるのですか?
A: 酸化鉄(II)は空気中の酸素と容易に反応し、さらに酸化してFe2O3を形成するため、錆はFe2O3として形成されます。
Q: 酸化鉄(III) の pH 値はどれくらいだと思いますか?
A: Fe2O3 は水に溶けず、酸性でも塩基性でもないため、pH に大きな影響を与えません。
Q: 酸化鉄(III)の密度はどれくらいですか?
A: Fe2O3 の密度は約 5.24 g/mL です。
Q: 酸化鉄 (Fe2O3) の分子には原子が何個ありますか?
A: 酸化鉄 (Fe2O3) の分子には 5 つの原子があります。
Q：Fe2O3とは何ですか？
A: Fe2O3 は、錆とも呼ばれる酸化鉄(III) の化学式です。
Q: 79 g の Fe2O3 には何個の分子が含まれていますか?
A: 79 g の Fe2O3 には約 4.08 x 10^23 の分子が含まれています。
Q: Fe2O3 + C = Fe + CO2 のバランスをとるにはどうすればよいですか?
A: 平衡方程式は 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2 です。
Q: この反応ではどの元素が酸化されますか? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。
A: この反応では炭素(C)が酸化されます。
Q: Fe2O3 はイオン性ですか、それとも共有結合性ですか?
A: Fe2O3 はイオン性化合物です。
Q: この反応における酸化剤は何ですか? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2。
A: Fe2O3 はこの反応における酸化剤です。
Q: Fe2O3 の名前は何ですか?
A: Fe2O3 の名前は酸化第二鉄、または錆です。