IJzer III-oxide is een verbinding die wordt gevormd door de chemische combinatie van ijzer en zuurstof. Het wordt gewoonlijk roest genoemd en heeft een roodbruine kleur.
| IUPAC-naam | IJzer(III)oxide |
| Moleculaire formule | Fe2O3 |
| CAS-nummer | 1309-37-1 |
| Synoniemen | IJzeroxide, Hematiet, IJzersesquioxide, Roest |
| InChi | InChI=1S/2Fe.3O |
Eigenschappen van ijzer III-oxide
IJzer III-oxideformule
De formule voor ijzer III-oxide is Fe2O3. Dit betekent dat elk Fe2O3-molecuul twee ijzeratomen en drie zuurstofatomen bevat. Deze chemische formule vertegenwoordigt de verhouding van elementen in de verbinding.
Molaire massa ijzer III-oxide
De molaire massa van Fe2O3 kan worden berekend door de atoommassa’s van de samenstellende elementen op te tellen. IJzer heeft een atoommassa van 55,845 g/mol en zuurstof heeft een atoommassa van 16,00 g/mol. De molaire massa van Fe2O3 is dus ongeveer 159,69 g/mol.
Kookpunt van ijzer III-oxide
Fe2O3 heeft geen duidelijk kookpunt omdat het bij verhitting wordt ontbonden. Het begint echter rond 1.565 ° C (2.849 ° F) te ontbinden. Bij hoge temperaturen valt Fe2O3 uiteen in ijzer en zuurstof.
Smeltpunt van ijzer III-oxide
Fe2O3 heeft een relatief hoog smeltpunt. Het smelt bij ongeveer 1.565°C (2.849°F). Deze temperatuur is hoger dan het smeltpunt van metallisch ijzer, dat ongeveer 1.538 °C (2.800 °F) bedraagt. Door Fe2O3 te verwarmen, smelt het en wordt het vloeibaar.
Dichtheid van ijzer III-oxide g/ml
De dichtheid van Fe2O3 bedraagt ongeveer 5,24 g/ml. Het is een vaste stof met een relatief hoge dichtheid, wat aangeeft dat het zwaarder is dan een gelijk volume water. De dichtheid van een stof is een maat voor de massa per volume-eenheid.
Molecuulgewicht ijzer III-oxide
Het molecuulgewicht van Fe2O3 wordt berekend door de atoomgewichten van de samenstellende atomen bij elkaar op te tellen. Omdat Fe2O3 twee ijzeratomen en drie zuurstofatomen bevat, kan het molecuulgewicht worden berekend als (2 x 55,845 g/mol) + (3 x 16,00 g/mol) = 159,69 g/mol.
Structuur van ijzer III-oxide
Fe2O3 heeft een kristalroosterstructuur. Het vormt een netwerk van ijzer- en zuurstofatomen, verbonden door sterke ionische bindingen. De rangschikking van atomen in het rooster geeft aanleiding tot de fysieke eigenschappen ervan, zoals hardheid en brosheid.
Oplosbaarheid van ijzer III-oxide
Fe2O3 is onoplosbaar in water en de meeste organische oplosmiddelen. Het lost niet gemakkelijk op of dissocieert niet gemakkelijk in ionen bij contact met deze stoffen. Het kan echter reageren met sterke zuren en ijzerzouten en water vormen. De oplosbaarheid van Fe2O3 is in verschillende oplosmiddelen beperkt.
| Verschijning | Roodbruine vaste stof |
| Soortelijk gewicht | 5,24 g/ml |
| Kleur | roodachtig bruin |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | 159,69 g/mol |
| Dikte | 5,24 g/ml |
| Fusie punt | 1.565°C (2.849°F) |
| Kookpunt | Ontbonden |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid | Onoplosbaar in water en de meeste andere oplosmiddelen |
| Dampdruk | Niet toepasbaar |
| Dampdichtheid | Niet toepasbaar |
| pKa | Niet toepasbaar |
| pH | Neutrale |
Veiligheid en gevaren van ijzer III-oxide
Fe2O3 levert onder normale omstandigheden geen significante gezondheidsrisico’s op. Het is echter essentieel om er voorzichtig mee om te gaan. Inademing van fijne Fe2O3-deeltjes moet worden vermeden, omdat dit de luchtwegen kan irriteren. Direct contact met ogen of huid kan lichte irritatie veroorzaken. Bij het werken met Fe2O3 is het raadzaam om geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen te dragen, inclusief handschoenen en een veiligheidsbril, om mogelijke irritatie van de huid of ogen te voorkomen. In geval van accidentele inname of langdurige blootstelling wordt aanbevolen een arts te raadplegen. Het is ook belangrijk om de juiste richtlijnen voor opslag en verwijdering te volgen om milieuverontreiniging te voorkomen.
| Gevarensymbolen | Geen |
| Beveiligingsbeschrijving | – Vermijd inademing van stofdeeltjes. \n- Draag geschikte beschermende uitrusting. \n- Ga er voorzichtig mee om |
| VN-identificatienummers | Niet toepasbaar |
| HS-code | 2821.10.00 |
| Gevarenklasse | Niet geclassificeerd |
| Verpakkingsgroep | Niet toepasbaar |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit voor mensen bij correcte behandeling |
Methoden voor de synthese van ijzer III-oxide
Er zijn verschillende methoden om Fe2O3 te synthetiseren. Een gebruikelijke aanpak is om ijzer te oxideren in aanwezigheid van zuurstof. IJzer kan reageren met zuurstof uit de lucht, vooral in aanwezigheid van vocht, om een laag Fe2O3 te vormen, gewoonlijk roest genoemd. Dit proces vindt in de loop van de tijd op natuurlijke wijze plaats op blootgestelde ijzeren oppervlakken.
Een andere methode omvat de thermische ontleding van ijzer(III)hydroxide of ijzer(III)nitraat. Bij het verwarmen van ijzer(III)hydroxide komen water en zuurstof vrij, waardoor Fe2O3 ontstaat. Op dezelfde manier zorgt het verwarmen van ijzer(III)nitraat er ook voor dat de verbinding uiteenvalt, waarbij zowel Fe2O3 als stikstofdioxide en zuurstof als bijproducten worden gevormd.
Neerslagreacties kunnen worden gebruikt om Fe2O3 te synthetiseren. Bij deze methode worden ijzerzouten, zoals ijzer(II)sulfaat of ijzer(III)chloride , gemengd met een alkalische oplossing, zoals natriumhydroxide of ammoniumhydroxide . Verdere verwarming of oxidatie van het neerslag, ijzer III-hydroxide, levert Fe2O3 op.
Verschillende technieken, zoals sol-gel-methoden, hydrothermische synthese en co-precipitatietechnieken, maken de synthese van Fe2O3-nanodeeltjes mogelijk. Deze methoden omvatten vaak gecontroleerde precipitatie of vorming van nanodeeltjes uit ijzervoorlopers in aanwezigheid van geschikte stabilisatiemiddelen of oppervlakteactieve stoffen.
Het is belangrijk op te merken dat de gekozen specifieke synthesemethode afhangt van de gewenste eigenschappen en toepassing van het Fe2O3-product. Elke methode heeft zijn voordelen en overwegingen in termen van kosten, schaalbaarheid, zuiverheid en controle van de deeltjesgrootte.
Gebruik van ijzer III-oxide
Fe2O3 vindt vele toepassingen vanwege zijn onderscheidende eigenschappen. Enkele veel voorkomende toepassingen zijn:
- Pigment: Verven, coatings en kleurstoffen maken op grote schaal gebruik van Fe2O3 als pigment, waardoor verschillende materialen een gewenste roodbruine tint krijgen.
- Polijstmiddel: Metaalafwerkingsprocessen gebruiken Fe2O3 als polijstmiddel om het uiterlijk van metalen oppervlakken glad te maken en te verbeteren.
- Katalysator: Fe2O3 fungeert als katalysator bij chemische reacties, zoals de productie van ammoniak of de conversie van water en gas.
- Magnetisch materiaal: Fabrikanten gebruiken Fe2O3 bij de productie van magnetische opnamemedia, zoals banden en schijven, vanwege de magnetische eigenschappen ervan.
- Chemisch reagens: Diverse laboratoriumexperimenten gebruiken Fe2O3 als chemisch reagens, vooral bij redoxreacties en de synthese van andere verbindingen.
- Fotokatalyse: Fotokatalytische toepassingen, zoals afvalwaterzuivering en omzetting van zonne-energie, tonen het potentieel van Fe2O3-nanodeeltjes.
- Keramisch pigment: In de keramische industrie fungeert Fe2O3 als pigment voor glazuren, waardoor kleur en visuele aantrekkingskracht wordt toegevoegd aan keramische producten.
- Betonadditief: Fe2O3 is een additief in beton dat de sterkte, duurzaamheid en esthetische uitstraling van betonconstructies verbetert.
- Elektrodemateriaal: Sommige soorten batterijen, zoals lithium-ionbatterijen, gebruiken Fe2O3 als elektrodemateriaal.
- Farmaceutische toepassingen: Onderzoekers onderzoeken Fe2O3-nanodeeltjes in medicijnafgiftesystemen en beeldvormingstoepassingen in de geneeskunde.
Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de verschillende toepassingen van Fe2O3, die de veelzijdigheid ervan in verschillende industrieën aantonen.
Vragen:
Vraag: Wat is de formule voor ijzer(III)oxide?
A: De formule voor ijzer(III)oxide is Fe2O3.
Vraag: Hoeveel mol ijzer zitten er in 4 mol ijzer(III)oxide?
A: In 4 mol Fe2O3 zitten 8 mol ijzer.
Vraag: Welke massa O2 is nodig om ijzer te oxideren tot ijzer(III)oxide?
A: Om ijzer te oxideren tot Fe2O3 zijn 3 mol O2 nodig voor 4 mol ijzer.
Vraag: Hoeveel atomen zitten er in ijzer(III)oxide?
A: In een molecuul Fe2O3 zijn er 5 atomen.
Vraag: Wat is de massa ijzer in 35,0 g roest (ijzeroxide of ijzer (III) oxide)?
A: De massa ijzer in 35,0 g roest (Fe2O3) is ongeveer 23,3 g.
Vraag: Waarom ontstaat roest als ijzer(III)oxide en niet als ijzer(II)oxide?
A: Roest vormt Fe2O3 omdat ijzer(II)oxide gemakkelijk reageert met zuurstof in de lucht en verder oxideert om Fe2O3 te vormen.
Vraag: Welke pH-waarde verwacht je dat ijzer(III)oxide heeft?
A: Fe2O3 is niet oplosbaar in water en is noch zuur, noch basisch, dus het heeft geen significant effect op de pH.
Vraag: Wat is de dichtheid van ijzer(III)oxide?
A: De dichtheid van Fe2O3 is ongeveer 5,24 g/ml.
Vraag: Hoeveel atomen zitten er in een molecuul ijzeroxide (Fe2O3)?
A: Er zijn 5 atomen in een molecuul ijzeroxide (Fe2O3).
Vraag: Wat is Fe2O3?
A: Fe2O3 is de chemische formule voor ijzer(III)oxide, ook bekend als roest.
Vraag: Hoeveel moleculen zitten er in 79 g Fe2O3?
A: Er zitten ongeveer 4,08 x 10^23 moleculen in 79 g Fe2O3.
Vraag: Hoe Fe2O3 + C = Fe + CO2 in evenwicht brengen?
A: De uitgebalanceerde vergelijking is 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2.
Vraag: Welk element wordt bij deze reactie geoxideerd? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
A: Koolstof (C) wordt bij deze reactie geoxideerd.
Vraag: Is Fe2O3 ionisch of covalent?
A: Fe2O3 is een ionische verbinding.
Vraag: Welke stof is het oxidatiemiddel in deze reactie? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
A: Fe2O3 is het oxidatiemiddel in deze reactie.
Vraag: Wat is de naam van Fe2O3?
A: De naam van Fe2O3 is ijzeroxide of roest.