Iron(II,III) oxide is the chemical

Iron(II,III) oxide is the chemical compound with formula Fe3O4. It occurs in nature as the mineral magnetite. It is one of a number of iron oxides, the others being iron(II) oxide (FeO), which is rare, and iron(III) oxide (Fe2O3) also known as hematite. It contains both Fe2+ and Fe3+ ions and is sometimes formulated as FeO ∙ Fe2O3. This iron oxide is encountered in the laboratory as a black powder. It exhibits permanent magnetism and is ferrimagnetic, but is sometimes incorrectly described as ferromagnetic.[2] Its most extensive use is as a black pigment which is synthesised rather than being extracted from the naturally occurring mineral as the particle size and shape can be varied by the method of production.[3]

Contents [hide]
1 Preparation
2 Reactions
3 Structure
4 Properties
5 Uses
6 Biological Occurrence
7 See also
8 References
Preparation[edit]
Under anaerobic conditions, ferrous hydroxide (Fe(OH)2) can be oxidized by water to form magnetite and molecular hydrogen. This process is described by the Schikorr reaction:

3 Fe(OH)2 → Fe3O4 + H2 + 2 H2O
ferrous hydroxide → magnetite + hydrogen + water
The well-crystallized magnetite (Fe3O4) is thermodynamically more stable than the ferrous hydroxide (Fe(OH)2 ).[4]

Magnetite can be prepared in the laboratory as a ferrofluid in the Massart method by mixing iron(II) chloride and iron(III) chloride in the presence of sodium hydroxide.[5] Magnetite can also be prepared by the chemical co-precipitation in presence of ammonia, which consist in a mixture of a solution 0.1 M of FeCl3·6H2O and FeCl2·4H2O with mechanic agitation of about 2000 rpm. The molar ratio of FeCl3:FeCl2 can be 2:1; heating this solution at 70 °C, and immediately the speed is elevated to 7500 rpm and adding quickly a solution of NH4OH (10 volume %), immediately a dark precipitate will be formed, which consists of nanoparticles of magnetite.[6] In both cases, the precipitation reaction rely on a quick transformation of acidic hydrolyzed iron ions into the spinel iron oxide structure, by hydrolysis at elevated pH values (above ca. 10).

Considerable efforts has been devoted towards controlling the particle formation process of magnetite nanoparticles due to the challenging and complex chemistry reactions involved in the phase transformations prior to the formation of the magnetite spinel structure.[7] Magnetite particles are of interests in bioscience applications such as in magnetic resonance imaging (MRI) since iron oxide magnetite nanoparticles represent a non-toxic alternative to currently employed gadolinium-based contrast agents. However, due to lack of control over the specific transformations involved in the formation of the particles, truly superparamagnetic particles have not yet been prepared from magnetite, i.e. magnetite nanoparticles that completely lose their permanent magnetic characteristic in the absence of an external magnetic field (which by definition show a coercivity of 0 A/m). The smallest values currently reported for nanosized magnetite particles is Hc = 8.5 A m−1,[8] whereas the largest reported magnetization value is 87 Am2 kg−1 for synthetic magnetite.[9][10]

Pigment quality Fe3O4, so called synthetic magnetite, can be prepared using processes that utilise industrial wastes, scrap iron or solutions containing iron salts (e.g. those produced as by-products in industrial processes such as the acid vat treatment (pickling) of steel):

Kết quả (Việt) 1:

Iron(II,III) ôxít là hợp chất với công thức Fe3O4. Nó xảy ra trong tự nhiên như magnetit khoáng sản. Nó là một trong một số các ôxít sắt, những người khác đang là iron(II) ôxít (FeO), mà là hiếm, và iron(III) ôxít (Fe2O3) còn được gọi là hematit. Nó chứa các ion Fe2 + lẫn Fe3 + và đôi khi được xây dựng như FeO ∙ Fe2O3. Ôxít sắt này là gặp phải trong phòng thí nghiệm như là một bột màu đen. Nó thể hiện thường trú từ tính và là ferrimagnetic, nhưng đôi khi không chính xác được mô tả như sắt từ. [2] việc sử dụng rộng rãi nhất nó là một chất màu đen mà tổng hợp thay vì được chiết xuất từ các khoáng sản tự nhiên như kích thước hạt và hình dạng có thể khác nhau theo phương pháp sản xuất. [3]Nội dung [ẩn] Chuẩn bị 12 phản ứng3 cấu trúc4 thuộc tính5 sử dụng6 sự xuất hiện sinh học7 Xem thêm8 tài liệu tham khảoChuẩn bị [sửa]Trong điều kiện kỵ khí, màu hydroxit (Fe(OH)2) có thể bị ôxi hóa bằng nước để hình thức magnetit và phân tử hiđrô. Quá trình này được mô tả bằng phản ứng Schikorr:3 Fe (OH) 2 → Fe3O4 + H2 + 2 H2Omàu hydroxit → magnetit + hydro + nướcMagnetit cũng tinh (Fe3O4) là thermodynamically ổn định hơn bằng hiđrôxít (Fe (OH) 2). [4]Magnetit có thể được chế trong phòng thí nghiệm như một nghiêm trong phương pháp Massart bằng cách trộn iron(II) clorua và iron(III) clorua sự hiện diện của natri hydroxit. [5] Magnetit cũng có thể được chế bởi mưa đồng hóa học trong sự hiện diện của amoniac, mà bao gồm trong một hỗn hợp của một giải pháp 0.1 M của FeCl3·6H2O và FeCl2·4H2O với các kích động cơ khí của khoảng 2000 vòng/phút. Tỷ lệ mol của FeCl3:FeCl2 có thể là 2:1; Hệ thống sưởi này giải pháp tại 70 ° C, và ngay lập tức tốc độ được nâng lên đến 7500 vòng/phút và thêm một cách nhanh chóng một giải pháp của NH4OH (10% khối lượng), ngay lập tức một precipitate tối sẽ được hình thành, trong đó bao gồm các hạt nano magnetit. [ 6] trong cả hai trường hợp, phản ứng mưa dựa trên một biến đổi nhanh chóng của các ion có tính axit thủy phân đạm sắt vào cấu trúc ôxít sắt spinel, bởi thủy phân tại cao độ pH giá trị (trên ca. 10).Những nỗ lực đáng kể đã được cống hiến đối với việc kiểm soát quá trình hình thành hạt magnetit hạt nano do các phản ứng hóa học đầy thử thách và phức tạp liên quan đến biến đổi giai đoạn trước khi hình thành cấu trúc spinel magnetit. [7] magnetit hạt có lợi ích trong các ứng dụng khoa học sinh học, chẳng hạn như trong hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) kể từ sắt ôxít magnetit hạt nano đại diện cho một thay thế không độc hại cho các đại lý hiện đang làm việc dựa trên gadolini tương phản. Tuy nhiên, do thiếu kiểm soát các biến đổi cụ thể liên quan đến sự hình thành của các hạt, hạt thực sự superparamagnetic đã không được được chuẩn bị từ magnetit, tức là hạt nano magnetit mà hoàn toàn mất của họ đặc trưng từ vĩnh viễn trong sự vắng mặt của một từ trường bên ngoài (mà theo định nghĩa Hiển thị một vật liệu từ mềm 0 A / m). Các giá trị nhỏ nhất hiện đang được báo cáo cho nanosized magnetit hạt là Hc = 8,5 A m−1, [8] trong khi giá trị báo cáo từ hóa lớn nhất là 87 Am2 kg−1 cho tổng hợp magnetit. [9] [10]Chất lượng sắc tố Fe3O4, do đó, được gọi là tổng hợp magnetit, có thể được chuẩn bị bằng cách sử dụng quy trình sử dụng chất thải công nghiệp, phế liệu sắt hoặc giải pháp có chứa sắt muối (ví dụ như những người sản xuất là sản phẩm phụ trong quá trình công nghiệp chẳng hạn như điều trị acid thuế vat (pickling) thép):

Kết quả (Việt) 2:

Sắt (II, III) oxit là hợp chất hóa học với công thức Fe3O4. Nó xảy ra trong tự nhiên như các magnetite khoáng sản. Nó là một trong một số oxit sắt, những người khác là sắt (II) oxit (FeO), mà là hiếm, và sắt (III) oxit (Fe2O3) còn được gọi là hematite. Nó có chứa các ion Fe2 + và cả Fe3 + và đôi khi được xây dựng như FeO ∙ Fe2O3. Oxit sắt này là gặp phải trong phòng thí nghiệm như một loại bột màu đen. Nó thể hiện từ tính vĩnh viễn và là ferrimagnetic, nhưng đôi khi được mô tả không chính xác như sắt từ. [2] sử dụng rộng rãi nhất của nó là như một sắc tố màu đen mà là tổng hợp thay vì được chiết xuất từ các khoáng chất tự nhiên như kích thước hạt và hình dạng có thể được thay đổi bằng phương pháp sản xuất. [3] Mục lục [ẩn] 1 Chuẩn bị 2 Phản ứng 3 Cấu trúc 4 Thuộc tính 5 Sử dụng 6 Xuất hiện sinh học 7 Xem thêm 8 Tài liệu tham khảo Chuẩn bị [sửa] Trong điều kiện yếm khí, hydroxit sắt (Fe (OH) 2) có thể bị oxy hóa bởi nước để tạo thành magnetite và phân tử hydro. Quá trình này được mô tả bởi các phản ứng Schikorr: 3 Fe (OH) 2 → Fe3O4 + H2 + 2 H2O hydroxit sắt → magnetite + hydro + nước Các magnetite cũng kết tinh (Fe3O4) là nhiệt động ổn định hơn các hydroxit sắt (Fe (OH ) 2). [4] Magnetite có thể được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm như một ferrofluid trong phương pháp Massart bằng cách trộn sắt (II) clorua và sắt (III) clorua trong sự hiện diện của sodium hydroxide. [5] Magnetite cũng có thể được điều chế bằng cách hóa chất đồng kết tủa trong sự hiện diện của amoniac, trong đó bao gồm một hỗn hợp của một giải pháp 0.1 M của FeCl3 · 6H2O và FeCl2 · 4H2O với kích động cơ khí của khoảng 2000 rpm. Các tỷ lệ mol FeCl3: FeCl2 có thể là 2: 1; đun nóng dung dịch này ở 70 ° C, và ngay lập tức tốc độ được nâng lên 7500 rpm và thêm nhanh một giải pháp của NH4OH (10% thể tích), ngay lập tức một kết tủa đen tối sẽ được thành lập, trong đó bao gồm các hạt nano của magnetit. [6] Trong cả hai trường hợp, phản ứng kết tủa dựa trên một sự biến đổi nhanh chóng của các ion sắt thủy phân axit vào cấu trúc spinel oxit sắt, bằng cách thủy phân tại các giá trị pH cao (trên 10 ca.). những nỗ lực đáng kể đã được cống hiến hướng tới việc kiểm soát quá trình hình thành phân tử nano magnetite do các phản ứng hóa học đầy thử thách và phức tạp liên quan đến việc chuyển đổi giai đoạn trước khi sự hình thành của các cấu trúc magnetite spinel. [7] hạt magnetit là các lợi ích trong các ứng dụng khoa học sinh học như trong hình ảnh cộng hưởng từ (MRI) từ các hạt nano oxit sắt magnetit đại diện cho một tổ chức phi thay thế -toxic để hiện đang làm đại lý tương phản gadolinium dựa trên. Tuy nhiên, do sự thiếu kiểm soát những biến đổi cụ thể liên quan đến sự hình thành của các hạt, thực sự các hạt siêu thuận chưa được chuẩn bị từ magnetite, tức là các hạt nano sắt từ đó hoàn toàn mất đi đặc tính từ tính vĩnh cửu của họ trong sự vắng mặt của một từ trường ngoài (mà theo định nghĩa cho một kháng từ 0 A / m). Các giá trị nhỏ nhất hiện báo cáo cho các hạt magnetite kích thước nanô là Hc = 8.5 m-1, [8] trong khi giá trị từ hóa được báo cáo lớn nhất là 87 AM2 kg-1 cho magnetite tổng hợp. [9] [10] chất lượng Pigment Fe3O4, vì vậy được gọi là tổng hợp magnetite, có thể được chuẩn bị bằng cách sử dụng quá trình sử dụng chất thải công nghiệp, phế liệu sắt hoặc các dung dịch chứa các muối sắt (ví dụ như những người sản xuất là sản phẩm phụ trong quá trình công nghiệp như điều trị vat acid (tẩy) của thép):