四氧化三铁是金属氧化物,四氧化三铁具体来说是铁的氧化物,它形成的主要原理就是金属铁在空气中和氧气发生氧化反应来生成的。通常一般的情况下如果燃烧的话会产生四氧化三铁,但是缓慢氧化的话,就会产生三氧化二铁了。
四氧化三铁的概括
四氧化三铁是一种无机物,化学式为Fe3O4,为具有磁性的黑色晶体,故又称为磁性氧化铁。不可将其看作“偏铁酸亚铁”[Fe(FeO2)2],也不可以看作氧化亚铁(FeO)与氧化铁(Fe2O3)组成的混合物,但可以近似地看作是氧化亚铁与氧化铁组成的化合物(FeO·Fe2O3)。
此物质不溶于水、碱溶液及乙醇、乙醚等有机溶剂。天然的四氧化三铁不溶于酸溶液,潮湿状态下在空气中容易氧化成氧化铁(Fe2O3)。通常用作颜料和抛光剂,也可用于制造录音磁带和电讯器材。
四氧化三铁的理化性质分别是什么
一、物理性质
黑色的Fe3O4是铁的一种混合价态氧化物,熔点为1594℃[3],密度为5.18g/cm3,不溶于水,可溶于酸溶液,在自然界中以磁铁矿的形态出现,常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率。
铁磁性和亚铁磁性物质在居里温度以上发生二级相变转变为顺磁性物质。Fe3O4的居里温度为585℃。
可将物质的磁性分为五类:
a、抗磁性(反磁性):物质中全部电子在原子轨道或分子轨道上都已双双配对、自旋相反,没有永久磁矩。
b、顺磁性:原子或分子中有未成对电子存在,存在永久磁矩,但磁矩间无相互作用。
c、铁磁性:每个原子都有几个未成对电子,原子磁矩较大,且相互间有作用,使原子磁矩平行排列。
d、亚铁磁性(铁氧体磁性):相邻原子磁矩部分呈现不相等的反平行排列。
e、反铁磁性:在Néel温度以上呈顺磁性;在低于Néel温度时,磁矩间相邻原子磁矩呈现相等的反平行排列。
Fe3O4有高的电导率,可以将Fe3O4不平常的电化学性质归因于电子在Fe2+与Fe3+之间的传递。
二、化学性质
铁丝在氧气里燃烧会生成四氧化三铁,比较铁的氧化物的标准摩尔生成Gibbs自由能的大小,得出Fe3O4的热力学稳定性最大,因此产物是Fe3O4。
铁与空气接触就会在其表面上形成氧化物,此时,氧化物膜本身的化学组成并非均匀。如一块低碳钢可以为三种氧化物膜所覆盖:与金属接触的是FeO,与空气接触的一侧是Fe2O3,中间则是Fe3O4。更确切地说,也许是三种氧化物的饱和固溶体的混合物构成钢铁表面的氧化膜层。
同时,氧化物膜的厚度也视氧化时的不同环境条件而变化。室温下,干燥空气中相对较纯的铁上氧化物的厚度不超过20埃(1埃=0.1纳米)但在潮湿空气中氧化物膜的厚度明显增加,可以看到表面上的锈斑。此时氧化物的沉积是分层的,接近金属的一侧是致密的无定形无水层,接近空气一侧是厚的多孔水化层。
铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气。
Fe3O4有抗腐蚀效果,如钢铁制件的发蓝(又称烧蓝和烤蓝)就是利用碱性氧化性溶液的氧化作用,在钢铁制件表面形成一层蓝黑色或深蓝色Fe3O4薄膜,以用于增加抗腐蚀性、光泽和美观。
金属氧化物是如何定义的
金属氧化物是指氧元素与另外一种金属化学元素组成的二元化合物,如氧化铁(Fe2O3)、氧化钠(Na2O)等。氧化物包括碱性氧化物、酸性氧化物、过氧化物、超氧化物、两性氧化物。
金属氧化物是一类重要的催化剂,在催化领域中已得到广泛的应用,将金属氧化物纳米化后,其催化性能更加优良,可以预见,纳米金属氧化物将是催化剂发展的重要方向。
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