氫氧化鐵(鐵酸)

氫氧化鐵

鐵酸一般指本詞條

氫氧化鐵(ferric hydroxide),化學式Fe(OH)3,為棕色或紅褐色粉末或膠體,用來制顏料、藥物,用作淨水劑(膠體時),也可用來做砷的解毒藥等。

棕色或紅褐色粉末或膠體,在一定條件下分散係為膠體。密度3.4~3.9g/cm3。具有兩性但其鹼性強於酸性,氫氧化鐵不溶於無機酸和有機酸,可溶於熱濃鹼生成六羥基合鐵酸三鈉。

基本介紹

  • 中文名:氫氧化鐵
  • 英文名:ferric hydroxide
  • 別稱:鐵酸
  • 化學式:Fe(OH)3
  • 分子量:106.867
  • CAS登錄號:1309-33-7
  • EINECS登錄號:243-746-4
  • 熔點:500℃(分解)
  • 水溶性:難溶於水
  • 密度:3.4~3.9g/cm3
  • 外觀:棕色或紅褐色粉末或膠體
  • 套用:淨水劑和砷的解毒藥等
  • 安全性描述:不應與人體表面接觸
化學性質,製備方法,套用領域,

化學性質

具有兩性但其鹼性強於酸性,水合氧化鐵易溶無機酸有機酸,亦可溶於熱濃鹼。具有強氧化劑(如次氯酸鈉)在鹼性介質中,能將氫氧化鐵氧化成+6氧化態高鐵酸鈉(Na2FeO4)。加熱時逐漸分解而成氧化鐵和水。不溶於乙醚,酸和乙醇。氫氧化鐵可用來制顏料、藥物,也可用來做的解毒藥等等。
低於500攝氏度時完全脫水成氧化鐵。加熱分解。沒有一個明確的失水分解溫度
氫氧化鐵粒子大小在1 nm到100 nm之間時會形成膠體。膠狀沉澱的水合氧化鐵有較強的吸附性能。
Fe(OH)3它是一種紅褐色沉澱,是鐵的最穩定氧化物-氫氧化物的水合物。加熱分解成氧化鐵和水:2Fe(OH)3==△==Fe2O3+ 3H2O。氨水或鹼溶液作用於鐵鹽溶液所得到的紅棕色或黃棕色沉澱,經X射線晶體學研究是非晶態的,它含有可變數的水。一般認為該沉澱含有氫氧化氧鐵FeO(OH),至少有兩種結晶變體:α-FeO(OH)(針鐵礦)和γ-FeO(OH)(纖鐵礦),鐵的正常生鏽產生的是γ-變體。
氫氧化鐵的兩性電離:
酸性:
氫氧化鐵
Fe(OH)3+7H2O==可逆==[Fe(H2O)2(OH)4]-+H3O+
[Fe(H2O)2(OH)4]-+H2O==可逆==[Fe(H2O)(OH)5]2-+H3O+
[Fe(H2O)(OH)5]2-+H2O==可逆==[Fe(OH)6]3-+H3O+
鹼性:
Fe(OH)3+6H2O==可逆==[Fe(H2O)6]3++3OH-(可逆反應)
所以,氫氧化鐵既是一種三元弱鹼,又是一種三元弱酸。
化學方程式
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
受熱分解產物及方程式:
2Fe(OH)3 ==△== Fe2O3 + 3H2O
強鹼反應:
Fe(OH)3 + 3OH-==== [Fe(OH)6]3-

製備方法

膠體
(1)取一個小燒杯,加入25 mL蒸餾水,將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰。
(2)向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴飽和氯化鐵溶液。
(3)繼續煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱。
此時即可製得氫氧化鐵膠體,用雷射筆照射燒杯中的液體,在垂直於光線的方向可以看到一條光亮的“通路”,即丁達爾效應
固體
1.鐵酸鈉溶液通入二氧化碳,生成水合氧化鐵,經過濾,乾燥,脫水製得氫氧化鐵:
2Na3[Fe(OH)6]+3CO2+(x-6)H2O====Fe2O3.xH2O↓+3Na2CO3
Fe2O3.xH2O====2Fe(OH)3+(x-3)H2O
2.氫氧化鈉和硫酸鐵反應,生成水合氧化鐵,經過濾,乾燥,脫水製得氫氧化鐵:
6NaOH+Fe2(SO4)3+(x-3)H2O==== Fe2O3.xH2O↓ + 3Na2SO4
Fe2O3.xH2O====2Fe(OH)3+(x-3)H2O
3.氨水或鹼溶液作用於鐵鹽溶液得到水合氧化鐵,經過濾,乾燥,脫水製得氫氧化鐵。
4.取100mL 0.2mol/L硝酸鐵水溶液,在激烈攪拌下滴加1mol/L氫氧化鈉水溶液,使pH調整到約1.5。將此溶液在繼續攪拌下一點一點地滴加到1L 1mol/L氫氧化鈉水溶液中。滴加完了後靜置10~15min,待沉澱沉降後分離上層澄清液,用大量蒸餾水洗滌使pH大體為7.8。將沉澱離心分離,在室溫下乾燥。為了避免沉澱的熟化,儘快洗滌乾燥。這樣製得的樣品是無定形超微粒一次粒子(約5nm)的集合體。在室溫下,它的磁化曲線具備典型的超順磁特徵。如果提高析出沉澱時的氫氧化鈉水溶液濃度則含水量減少,並且飽和磁化率上升。一般由於實驗條件而引起一次粒子大小的變動不多,大體上為4~5nm。另外,樣品中含有約0.5%(質量分數)(以Na2O計)Na+,造成洗滌困難。用氨水可以防止這種污染。使用氫氧化鉀會加速向α-FeO(OH)轉變的速度,因而是不適宜的。

套用領域

用於製造醫藥、顏料,並用作砷解毒劑等,其膠體可用於淨水,合成上也用作催化劑。

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