Demir III oksit, demir ve oksijenin kimyasal kombinasyonundan oluşan bir bileşiktir. Genellikle pas olarak adlandırılır ve kırmızımsı kahverengi bir renge sahiptir.
| IUPAC Adı | Demir(III) oksit |
| Moleküler formül | Fe2O3 |
| CAS numarası | 1309-37-1 |
| Eş anlamlı | Ferrik oksit, Hematit, Demir seskioksit, Pas |
| InChI | InChI=1S/2Fe.3O |
Demir III oksidin özellikleri
Demir III Oksit Formülü
Demir III oksidin formülü Fe2O3’tür. Bu, her Fe2O3 molekülünün iki demir atomu ve üç oksijen atomu içerdiği anlamına gelir. Bu kimyasal formül, bileşikteki elementlerin oranını temsil eder.
Demir III Oksit Molar Kütlesi
Fe2O3’ün molar kütlesi, onu oluşturan elementlerin atomik kütleleri toplanarak hesaplanabilir. Demirin atom kütlesi 55,845 g/mol ve oksijenin atom kütlesi 16,00 g/moldür. Yani Fe2O3’ün molar kütlesi yaklaşık 159,69 g/mol’dür.
Demir III oksidin kaynama noktası
Fe2O3, ısıtıldığında ayrıştığı için belirgin bir kaynama noktasına sahip değildir. Ancak 1.565 °C (2.849 °F) civarında ayrışmaya başlar. Yüksek sıcaklıklarda Fe2O3 demir ve oksijene ayrışır.
Demir III Oksit Erime Noktası
Fe2O3 nispeten yüksek bir erime noktasına sahiptir. Yaklaşık 1.565°C’de (2.849°F) erir. Bu sıcaklık, yaklaşık 1.538°C (2.800°F) olan metalik demirin erime noktasından daha yüksektir. Fe2O3’ün ısıtılması erimesine ve sıvı hale gelmesine neden olur.
Demir III oksit yoğunluğu g/mL
Fe2O3’ün yoğunluğu yaklaşık 5,24 g/mL’dir. Nispeten yüksek yoğunluğa sahip katı bir bileşiktir, bu da eşit hacimdeki sudan daha ağır olduğunu gösterir. Bir maddenin yoğunluğu, birim hacim başına kütlesinin bir ölçüsüdür.
Demir III Oksit Molekül Ağırlığı
Fe2O3’ün moleküler ağırlığı, onu oluşturan atomların atom ağırlıkları toplanarak hesaplanır. Fe2O3 iki demir atomu ve üç oksijen atomu içerdiğinden molekül ağırlığı (2 x 55,845 g/mol) + (3 x 16,00 g/mol) = 159,69 g/mol olarak hesaplanabilir.
Demir III oksidin yapısı
Fe2O3 kristal kafes yapısına sahiptir. Güçlü iyonik bağlarla birbirine bağlanan demir ve oksijen atomlarından oluşan bir ağ oluşturur. Kafesteki atomların düzeni, sertlik ve kırılganlık gibi fiziksel özelliklerine yol açar.
Demir III oksidin çözünürlüğü
Fe2O3 suda ve çoğu organik çözücüde çözünmez. Bu maddelerle temas ettiğinde kolayca çözünmez veya iyonlara ayrışmaz. Ancak güçlü asitlerle reaksiyona girerek demir tuzları ve su oluşturabilir. Fe2O3’ün çözünürlüğü çeşitli çözücülerde sınırlıdır.
| Dış görünüş | Kırmızımsı kahverengi katı |
| Spesifik yer çekimi | 5,24g/ml |
| Renk | kırmızımsı kahverengi |
| Koku | Kokusuz |
| Molar kütle | 159,69 gr/mol |
| Yoğunluk | 5,24g/ml |
| Füzyon noktası | 1.565°C (2.849°F) |
| Kaynama noktası | ayrıştırılmış |
| Flaş noktası | Uygulanamaz |
| sudaki çözünürlük | Çözünmez |
| çözünürlük | Suda ve diğer çoğu çözücüde çözünmez |
| Buhar basıncı | Uygulanamaz |
| Buhar yoğunluğu | Uygulanamaz |
| pKa | Uygulanamaz |
| pH | Doğal |
Demir III Oksit Güvenliği ve Tehlikeleri
Fe2O3 normal koşullar altında önemli sağlık riskleri oluşturmaz. Ancak bunu dikkatli bir şekilde ele almak önemlidir. Solunum sistemini tahriş edebileceğinden ince Fe2O3 partiküllerinin solunmasından kaçınılmalıdır. Gözlerle veya ciltle doğrudan temas, hafif tahrişe neden olabilir. Fe2O3 ile çalışırken ciltte veya gözlerde olası tahrişi önlemek için eldiven ve koruyucu gözlük dahil uygun kişisel koruyucu ekipmanın kullanılması tavsiye edilir. Kazara yutulması veya uzun süreli maruz kalınması durumunda doktora başvurulması tavsiye edilir. Çevre kirliliğini önlemek için uygun depolama ve imha kurallarına uymak da önemlidir.
| Tehlike sembolleri | Hiçbiri |
| Güvenlik Açıklaması | – Toz partiküllerini solumaktan kaçının \n- Uygun koruyucu ekipman kullanın \n- Dikkatli taşıyın |
| BM kimlik numaraları | Uygulanamaz |
| HS kodu | 2821.10.00 |
| Tehlike sınıfı | sınıflandırılmamış |
| Paketleme grubu | Uygulanamaz |
| Toksisite | Doğru kullanıldığında insanlar için düşük toksisite |
Demir III oksit sentezi için yöntemler
Fe2O3’ü sentezlemek için çeşitli yöntemler vardır. Yaygın bir yaklaşım, demirin oksijen varlığında oksitlenmesidir. Demir, özellikle nem varlığında atmosferik oksijenle reaksiyona girerek genellikle pas olarak adlandırılan bir Fe2O3 tabakası oluşturabilir. Bu süreç zamanla açıkta kalan demir yüzeylerde doğal olarak meydana gelir.
Başka bir yöntem, demir (III) hidroksit veya demir (III) nitratın termal ayrışmasını içerir. Demir(III) hidroksitin ısıtılması su ve oksijeni serbest bırakarak Fe2O3 oluşturur. Benzer şekilde, demir(III) nitratın ısıtılması da bileşiğin ayrışmasına neden olur ve yan ürünler olarak Fe2O3’ün yanı sıra nitrojen dioksit ve oksijeni oluşturur.
Fe2O3’ü sentezlemek için çökelme reaksiyonları kullanılabilir. Bu yöntem, demir(II) sülfat veya demir(III) klorür gibi demir tuzlarının, sodyum hidroksit veya amonyum hidroksit gibi alkalin bir çözeltiyle karıştırılmasını içerir. Çökeltinin (demir III hidroksit) daha fazla ısıtılması veya oksidasyonu Fe2O3’ü verir.
Sol-jel yöntemleri, hidrotermal sentez ve birlikte çökeltme teknikleri gibi çeşitli teknikler Fe2O3 nanopartiküllerinin sentezine olanak sağlar. Bu yöntemler genellikle uygun stabilize edici maddeler veya yüzey aktif maddelerin varlığında demir öncüllerinden kontrollü çökelmeyi veya nanopartiküllerin oluşumunu içerir.
Seçilen spesifik sentez yönteminin Fe2O3 ürününün istenen özelliklerine ve uygulamasına bağlı olduğunu belirtmek önemlidir. Her yöntemin maliyet, ölçeklenebilirlik, saflık ve parçacık boyutu kontrolü açısından avantajları ve dikkate alınması gereken noktalar vardır.
Demir III Oksit Kullanımı
Fe2O3 farklı özelliklerinden dolayı birçok uygulama alanı bulur. Yaygın kullanımlarından bazıları şunlardır:
- Pigment: Boyalar, kaplamalar ve renklendiriciler, çeşitli malzemelere arzu edilen kırmızımsı kahverengi bir renk tonu veren bir pigment olarak Fe2O3’ü yaygın olarak kullanır.
- Parlatma Maddesi: Metal bitirme işlemleri, metal yüzeylerin görünümünü düzeltmek ve iyileştirmek için parlatma maddesi olarak Fe2O3’ü kullanır.
- Katalizör: Fe2O3, amonyak üretimi veya su-gaz dönüşüm reaksiyonu gibi kimyasal reaksiyonlarda katalizör görevi görür.
- Manyetik Malzeme: Üreticiler, manyetik özelliklerinden dolayı bant ve disk gibi manyetik kayıt ortamlarının üretiminde Fe2O3 kullanıyor.
- Kimyasal Reaktif: Çeşitli laboratuvar deneylerinde Fe2O3, özellikle redoks reaksiyonlarında ve diğer bileşiklerin sentezinde kimyasal reaktif olarak kullanılır.
- Fotokataliz: Atık su arıtımı ve güneş enerjisi dönüşümü gibi fotokatalitik uygulamalar Fe2O3 nanopartiküllerinin potansiyelini göstermektedir.
- Seramik Pigmenti: Seramik endüstrisinde Fe2O3, sırlar için pigment görevi görerek seramik ürünlere renk ve görsel çekicilik katar.
- Beton katkı maddesi: Fe2O3 betonun mukavemetini, dayanıklılığını ve beton yapıların estetik görünümünü artıran bir katkı maddesidir.
- Elektrot Malzemesi: Lityum iyon piller gibi bazı pil türleri, elektrot malzemesi olarak Fe2O3 kullanır.
- Farmasötik uygulamalar: Araştırmacılar, ilaç dağıtım sistemlerinde ve tıpta görüntüleme uygulamalarında Fe2O3 nanopartiküllerini araştırıyorlar.
Bunlar Fe2O3’ün çeşitli endüstrilerdeki çok yönlülüğünü gösteren çeşitli uygulamalarına sadece birkaç örnektir.
Sorular:
S: Demir(III) oksidin formülü nedir?
C: Demir(III) oksidin formülü Fe2O3’tür.
Soru: 4 mol demir(III) oksitte kaç mol demir bulunur?
Cevap: 4 mol Fe2O3’te 8 mol demir vardır.
S: Demiri demir(III) okside oksitlemek için hangi O2 kütlesine ihtiyaç vardır?
C: Demirin Fe2O3’e oksitlenmesi için 4 mol demire karşılık 3 mol O2 gerekir.
Soru: Demir(III) oksitte kaç atom vardır?
Cevap: Bir Fe2O3 molekülünde 5 atom vardır.
S: 35,0 g pasta (ferrik oksit veya demir (III) oksit) demirin kütlesi nedir?
A: 35,0 g pasın (Fe2O3) içindeki demirin kütlesi yaklaşık 23,3 g’dır.
S: Pas neden demir(II) oksit olarak değil de demir(III) oksit olarak oluşuyor?
C: Pas, Fe2O3 olarak oluşur çünkü demir(II) oksit, havadaki oksijenle kolayca reaksiyona girer ve Fe2O3’ü oluşturmak üzere daha da oksitlenir.
S: Demir(III) oksidin hangi pH değerine sahip olmasını beklersiniz?
C: Fe2O3 suda çözünmez ve ne asidik ne de bazdır, dolayısıyla pH üzerinde önemli bir etkisi yoktur.
S: Demir(III) oksidin yoğunluğu nedir?
C: Fe2O3’ün yoğunluğu yaklaşık 5,24 g/mL’dir.
Soru: Bir demir oksit (Fe2O3) molekülünde kaç atom vardır?
Cevap: Bir demir oksit (Fe2O3) molekülünde 5 atom vardır.
S: Fe2O3 nedir?
C: Fe2O3, pas olarak da bilinen demir(III) oksidin kimyasal formülüdür.
Soru: 79 g Fe2O3’te kaç molekül vardır?
C: 79 g Fe2O3’te yaklaşık 4,08 x 10^23 molekül vardır.
S: Fe2O3 + C = Fe + CO2 nasıl dengelenir?
C: Dengeli denklem 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2’dir.
Soru: Bu reaksiyonda hangi element oksitlenir? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
C: Bu reaksiyonda karbon (C) oksitlenir.
S: Fe2O3 iyonik mi yoksa kovalent mi?
C: Fe2O3 iyonik bir bileşiktir.
S: Bu reaksiyondaki oksitleyici madde hangi maddedir? Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
C: Fe2O3 bu reaksiyondaki oksitleyici ajandır.
S: Fe2O3’ün adı nedir?
C: Fe2O3’ün adı demir oksit veya pastır.