Оксид железа(II)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Окси́д желе́за(II) (закись железа) — неорганическое бинарное соединение двухвалентного железа с кислородом. Химическая формула FeO, при нормальных условиях имеет нестехиометричный состав. Основный оксид. Твёрдое черное кристаллическое вещество. Пирофорен. Встречается в природе в виде редких минералов иоцита и вюстита (в самородном железе, железных метеоритах); вюстит также составляет наиболее глубокий слой окалины при нагревании на воздухе компактного железа.

Физические свойства

Соединение чёрного цвета. Образует кристаллы Шаблон:Крист 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 стехиометрический оксид железа(II) становится лишь при повышении температуры; область гомогенности при температурах, близких к температуре плавления, от Fe_0,947O до FeO_1,2.

Температура плавления 1369 °C. Теплота плавления 32,2 кДж/моль (для фазы Fe_0,947O при 1380 °C). Энтальпия образования Шаблон:Math = −272,4 кДж/моль. Энтропия Шаблон:Math = 53,9 Дж/(моль·К). Практически не растворим в воде, хорошо растворим в кислотах, растворах щелочей.

Плотность 5,7 г/см³.

Получение

• Нагревание железа при низком парциальном давлении кислорода:

$\mathrm{𝟤}𝖥𝖾\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖮$

• Разложение оксалата железа(II) в вакууме или азоте:

$𝖥𝖾{𝖢}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{t}{\to }𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}𝖢𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

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

$𝖥𝖾\mathsf{+}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{900^{o}C}{\to }\mathrm{𝟥}𝖥𝖾𝖮$

$𝖥𝖾\mathsf{+}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{900-1000^{o}C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖥𝖾𝖮$

• Восстановление оксида железа(III) угарным газом или водородом:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢𝖮\stackrel{500-600^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{𝟤}𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\uparrow }$

• Термическое разложение оксида железа(II,III):

$\mathrm{𝟤}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{>1538^{o}C}{\to }\mathrm{𝟨}𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

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

$𝖥𝖾\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{150-200^{o}C}{\to }𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

$𝖥𝖾𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{t}{\to }𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Химические свойства

Легко окисляется, пирофорен; после прокаливания химическая активность и пирофорность снижаются.

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

$\mathrm{𝟦}𝖥𝖾𝖮\stackrel{200-565^{o}C}{\to }𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖥𝖾$

• Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой:

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{⟶}𝖥𝖾𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Взаимодействие с концентрированной азотной кислотой:

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{⟶}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Сплавление с гидроксидом натрия:

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{400-500^{o}C}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟦}}𝖥𝖾{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Взаимодействие с кислородом:

$\mathrm{𝟦}𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝗇{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }\mathrm{𝟤}\mathsf{(}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\cdot }𝗇{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{)}$

$\mathrm{𝟨}𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{300-500^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

• Взаимодействие с сероводородом:

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲\stackrel{500^{o}C}{\to }𝖥𝖾𝖲\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Восстановление водородом и углеродом:

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{350^{o}C}{\to }𝖥𝖾\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖥𝖾𝖮\mathsf{+}𝖢\stackrel{>1000^{o}C}{\to }𝖥𝖾\mathsf{+}𝖢𝖮\mathsf{\uparrow }$

Применение

• Участвует в доменном процессе плавки чугуна.
• Применяется как пигмент в керамике, минеральных красках и термостойких эмалях, также для производства ферритов.
• 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. ПДК в воздухе 4—6 мг/м³.

Литература

• Лидин Р. А. Справочник школьника. Химия. — М.: Астерель, 2003.
• Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — Мн.: Современная школа, 2005. — 608 с.
• Лидин Р. А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. Под ред. Р. А. Лидина. — М.: Химия, 2000. 480 с.: ил.
• Гринвуд Н. Химия элементов: в 2 томах.
• Вредные химические вещества. Неорганические соединения V—VIII групп: Справ. изд./ А. Л. Бандман, Н. В. Волкова, Т. Д. Грехова и др.; Под ред. В. А. Филова и др. — Л.: Химия, 1989. 592 с.