O óxido de ferro III é um composto formado pela combinação química de ferro e oxigênio. É comumente chamado de ferrugem e tem uma cor marrom avermelhada.
| Nome IUPAC | Óxido de ferro (III) |
| Fórmula molecular | Fe2O3 |
| Número CAS | 1309-37-1 |
| Sinônimos | Óxido férrico, hematita, sesquióxido de ferro, ferrugem |
| InChI | InChI=1S/2Fe.3O |
Propriedades do óxido de ferro III
Fórmula de Óxido de Ferro III
A fórmula do óxido de ferro III é Fe2O3. Isto significa que cada molécula de Fe2O3 contém dois átomos de ferro e três átomos de oxigênio. Esta fórmula química representa a proporção de elementos no composto.
Massa molar de Óxido de Ferro III
A massa molar do Fe2O3 pode ser calculada somando as massas atômicas de seus elementos constituintes. O ferro tem massa atômica de 55,845 g/mol e o oxigênio tem massa atômica de 16,00 g/mol. Portanto, a massa molar do Fe2O3 é aproximadamente 159,69 g/mol.
Ponto de ebulição do óxido de ferro III
O Fe2O3 não possui um ponto de ebulição distinto porque sofre decomposição quando aquecido. No entanto, começa a se decompor por volta de 1.565 °C (2.849 °F). Em altas temperaturas, o Fe2O3 se decompõe em ferro e oxigênio.
Ponto de fusão do óxido de ferro III
Fe2O3 tem um ponto de fusão relativamente alto. Ele derrete a aproximadamente 1.565°C (2.849°F). Esta temperatura é superior ao ponto de fusão do ferro metálico, que é de aproximadamente 1.538°C (2.800°F). O aquecimento do Fe2O3 faz com que ele derreta e se transforme no estado líquido.
Densidade de óxido de ferro III g/mL
A densidade do Fe2O3 é de aproximadamente 5,24 g/mL. É um composto sólido com densidade relativamente alta, indicando que é mais pesado que igual volume de água. A densidade de uma substância é uma medida de sua massa por unidade de volume.
Peso Molecular do Óxido de Ferro III
O peso molecular do Fe2O3 é calculado somando os pesos atômicos de seus átomos constituintes. Como o Fe2O3 contém dois átomos de ferro e três átomos de oxigênio, o peso molecular pode ser calculado como (2 x 55,845 g/mol) + (3 x 16,00 g/mol) = 159,69 g/mol.
Estrutura do óxido de ferro III
Fe2O3 possui uma estrutura cristalina. Forma uma rede de átomos de ferro e oxigênio ligados por fortes ligações iônicas. A disposição dos átomos na rede dá origem às suas propriedades físicas, como dureza e fragilidade.
Solubilidade do óxido de ferro III
Fe2O3 é insolúvel em água e na maioria dos solventes orgânicos. Não se dissolve ou se dissocia facilmente em íons ao entrar em contato com essas substâncias. No entanto, pode reagir com ácidos fortes para formar sais de ferro e água. A solubilidade do Fe2O3 é limitada em vários solventes.
| Aparência | Sólido marrom avermelhado |
| Gravidade Específica | 5,24g/ml |
| Cor | marrom avermelhado |
| Cheiro | Inodoro |
| Massa molar | 159,69 g/mol |
| Densidade | 5,24g/ml |
| Ponto de fusão | 1.565°C (2.849°F) |
| Ponto de ebulição | Decomposto |
| Ponto flash | Não aplicável |
| Solubilidade em Água | Insolúvel |
| Solubilidade | Insolúvel em água e na maioria dos outros solventes |
| Pressão de vapor | Não aplicável |
| Densidade do vapor | Não aplicável |
| pKa | Não aplicável |
| pH | Neutro |
Segurança e perigos do óxido de ferro III
O Fe2O3 não apresenta riscos significativos à saúde em condições normais. Porém, é fundamental manuseá-lo com cuidado. A inalação de partículas finas de Fe2O3 deve ser evitada, pois pode irritar o sistema respiratório. O contato direto com os olhos ou a pele pode causar leve irritação. Ao trabalhar com Fe2O3, é aconselhável usar equipamento de proteção individual adequado, incluindo luvas e óculos de segurança, para evitar possíveis irritações na pele ou nos olhos. Em caso de ingestão acidental ou exposição prolongada, recomenda-se consultar um médico. Também é importante seguir as diretrizes adequadas de armazenamento e descarte para evitar contaminação ambiental.
| Símbolos de perigo | Nenhum |
| Descrição de segurança | – Evite a inalação de partículas de poeira \n- Use equipamento de proteção adequado \n- Manuseie com cuidado |
| Números de identificação da ONU | Não aplicável |
| Código SH | 2821.10.00 |
| Classe de perigo | Não classificado |
| Grupo de embalagem | Não aplicável |
| Toxicidade | Baixa toxicidade para humanos quando manuseado corretamente |
Métodos para a síntese de óxido de ferro III
Existem vários métodos para sintetizar Fe2O3. Uma abordagem comum é oxidar o ferro na presença de oxigênio. O ferro pode reagir com o oxigênio atmosférico, principalmente na presença de umidade, para formar uma camada de Fe2O3, comumente chamada de ferrugem. Este processo ocorre naturalmente ao longo do tempo em superfícies de ferro expostas.
Outro método envolve a decomposição térmica de hidróxido de ferro (III) ou nitrato de ferro (III). O aquecimento do hidróxido de ferro (III) libera água e oxigênio, formando Fe2O3. Da mesma forma, o aquecimento do nitrato de ferro (III) também causa a decomposição do composto, formando Fe2O3, bem como dióxido de nitrogênio e oxigênio como subprodutos.
As reações de precipitação podem ser usadas para sintetizar Fe2O3. Este método envolve a mistura de sais de ferro, como sulfato de ferro(II) ou cloreto de ferro(III) , com uma solução alcalina, como hidróxido de sódio ou hidróxido de amônio . Aquecimento adicional ou oxidação do precipitado, hidróxido de ferro III, produz Fe2O3.
Várias técnicas, como métodos sol-gel, síntese hidrotérmica e técnicas de co-precipitação, permitem a síntese de nanopartículas de Fe2O3. Estes métodos envolvem frequentemente precipitação controlada ou formação de nanopartículas a partir de precursores de ferro na presença de agentes estabilizantes ou surfactantes apropriados.
É importante notar que o método de síntese específico escolhido depende das propriedades desejadas e da aplicação do produto Fe2O3. Cada método tem suas vantagens e considerações em termos de custo, escalabilidade, pureza e controle de tamanho de partícula.
Usos do óxido de ferro III
O Fe2O3 encontra muitas aplicações devido às suas propriedades distintas. Alguns de seus usos comuns incluem:
- Pigmento: Tintas, revestimentos e corantes utilizam amplamente Fe2O3 como pigmento, conferindo uma tonalidade marrom-avermelhada desejável a vários materiais.
- Agente de polimento: Os processos de acabamento metálico utilizam Fe2O3 como agente de polimento para suavizar e melhorar a aparência das superfícies metálicas.
- Catalisador: Fe2O3 atua como catalisador em reações químicas, como produção de amônia ou reação de conversão água-gás.
- Material Magnético: Os fabricantes utilizam Fe2O3 na produção de mídias de gravação magnética, como fitas e discos, devido às suas propriedades magnéticas.
- Reagente Químico: Vários experimentos de laboratório utilizam Fe2O3 como reagente químico, especialmente em reações redox e na síntese de outros compostos.
- Fotocatálise: Aplicações fotocatalíticas, como tratamento de águas residuais e conversão de energia solar, mostram o potencial das nanopartículas de Fe2O3.
- Pigmento Cerâmico: Na indústria cerâmica, o Fe2O3 funciona como pigmento para esmaltes, agregando cor e apelo visual aos produtos cerâmicos.
- Aditivo para concreto: Fe2O3 é um aditivo no concreto, melhorando sua resistência, durabilidade e aspecto estético das estruturas de concreto.
- Material do eletrodo: Alguns tipos de baterias, como baterias de íon de lítio, usam Fe2O3 como material do eletrodo.
- Aplicações farmacêuticas: Os pesquisadores estão explorando nanopartículas de Fe2O3 em sistemas de administração de medicamentos e aplicações de imagem na medicina.
Esses são apenas alguns exemplos das diversas aplicações do Fe2O3, demonstrando sua versatilidade em diversas indústrias.
Questões:
P: Qual é a fórmula do óxido de ferro (III)?
R: A fórmula do óxido de ferro (III) é Fe2O3.
P: Quantos moles de ferro existem em 4 moles de óxido de ferro (III)?
R: Em 4 moles de Fe2O3, existem 8 moles de ferro.
P: Que massa de O2 é necessária para oxidar o ferro em óxido de ferro (III)?
R: Para oxidar o ferro a Fe2O3, são necessários 3 moles de O2 para 4 moles de ferro.
P: Quantos átomos existem no óxido de ferro (III)?
R: Em uma molécula de Fe2O3, existem 5 átomos.
P: Qual é a massa de ferro em 35,0 g de ferrugem (óxido férrico ou óxido de ferro (III))?
R: A massa de ferro em 35,0 g de ferrugem (Fe2O3) é de aproximadamente 23,3 g.
P: Por que a ferrugem se forma como óxido de ferro (III) e não como óxido de ferro (II)?
R: A ferrugem se forma como Fe2O3 porque o óxido de ferro (II) reage facilmente com o oxigênio do ar, oxidando ainda mais para formar Fe2O3.
P: Qual valor de pH você esperaria que o óxido de ferro (III) tivesse?
R: O Fe2O3 não é solúvel em água e não é ácido nem básico, portanto não tem efeito significativo no pH.
P: Qual é a densidade do óxido de ferro (III)?
R: A densidade do Fe2O3 é de aproximadamente 5,24 g/mL.
P: Quantos átomos existem em uma molécula de óxido de ferro (Fe2O3)?
R: Existem 5 átomos em uma molécula de óxido de ferro (Fe2O3).
P: O que é Fe2O3?
R: Fe2O3 é a fórmula química do óxido de ferro (III), também conhecido como ferrugem.
P: Quantas moléculas existem em 79 g de Fe2O3?
R: Existem aproximadamente 4,08 x 10 ^ 23 moléculas em 79 g de Fe2O3.
P: Como equilibrar Fe2O3 + C = Fe + CO2?
R: A equação balanceada é 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2.
P: Qual elemento é oxidado nesta reação? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
A: O carbono (C) é oxidado nesta reação.
P: O Fe2O3 é iônico ou covalente?
R: Fe2O3 é um composto iônico.
P: Qual substância é o agente oxidante nesta reação? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
R: Fe2O3 é o agente oxidante nesta reação.
P: Qual é o nome do Fe2O3?
R: O nome de Fe2O3 é óxido férrico ou ferrugem.