Оксид железа (II)

Оксид железа (II) (закись железа) — сложное неорганическое соединение двухвалентного железа и кислорода.

Содержание

• 1 Физические свойства
• 2 Нахождение в природе
• 3 Получение
• 4 Химические свойства
• 5 Применение
• 6 Токсичность

Физические свойства

Соединение чёрного цвета. Кристаллическая решётка по типу каменной соли. Имеет нестехиометрическое строение с областью гомогенности от Fe_0,84O до Fe_0,95O. Это обусловлено тем, что его кристаллическая решётка стабильна только тогда, когда не все её узлы занимают атомы железа. Устойчивым Оксид железа (II) становится лишь при повышении температуры.

Нахождение в природе

Оксид железа(II) встречается в природе в виде минерала вюстита.

Получение

• Нагревание железа при низком парциальном давлении кислорода:

 2Fe + O₂ →^t 2FeO

• Разложение оксалата железа (II) в вакууме:

 FeC₂O₄ →^t FeO + CO↑ + CO₂↑

• Взаимодействие железа с оксидом железа (III) или оксидом железа (II,III):

 Fe + Fe₂O₃ →^900oC 3FeO

 Fe + Fe₃O₄ →^900−1000oC 4FeO

• Восстановление оксида железа (III) угарным газом:

 Fe₂O₃ + CO →^500−600oC 2FeO + CO₂↑

• Термическое разложение оксида железа (II,III):

 2Fe₃O₄ →>^1538oC 6FeO + O₂↑

• Термическое разложение гидроксида железа (II) без доступа воздуха:

 Fe(OH)₂ →^150−200oC FeO + H₂O

• Термическое разложение карбоната железа(II) без доступа воздуха:

 FeCO₃ →^t FeO + CO₂↑

Химические свойства

• Разлагается при умеренном нагревании, но при дальнейшем нагревании продуктов разложения образуется вновь (см. #Получение):

 4FeO →^200−565oC Fe₃O₄ + Fe

• Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой:

 FeO + 2HCl ⟶ FeCl₂ + H₂O

• Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:

 FeO + 4HNO₃ ⟶ Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

• Сплавление с гидроксидом натрия:

 FeO + 4NaOH →^400−500oC Na₄FeO₃ + 2H₂O

• Взаимодействие с кислородом:

 4FeO + 2nH₂O + O₂ → 2(Fe₂O₃ ⋅ nH₂O)

 6FeO + O₂ →^300−500oC 2Fe₃O₄

• Взаимодействие с сероводородом:

 FeO + H₂S →^500oC FeS + H₂O

• Восстановление водородом и коксом:

 FeO + H₂ →^350oC Fe + H₂O

 FeO + C →^>1000oC Fe + CO

Применение

• Участвует в доменном процессе выплавки чугуна.
• Применяется как компонент керамики и минеральных красок.
• В пищевой промышленности широко используется в качестве пищевого красителя под номером E172.

Образование прочного тонкого слоя оксида железа (II) на поверхности стали является результатом процесса, называемого воронением (чернением). Регулированием толщины этого слоя помимо чёрного можно достичь любых цветов побежалости. На этом свойстве оксида железа (II) построена технология получения цветных рисунков на стали.

Токсичность

Оксид железа (II) нетоксичен. Однако аэрозоли (пыль, дым) оксида железа(II) при длительном воздействии откладываются в лёгких и вызывают сидероз — разновидность пневмокониоза с относительно доброкачественным течением.