蘭之光化工 | 四氧化三鐵的性質有哪些
2023-12-11 來自: 安康蘭之光環保科技有限公司 瀏覽次數:1755
四氧化三鐵是一種無機物,化學式為Fe3O4,俗稱氧化鐵黑、吸鐵石、黑氧化鐵,為具有磁性的黑色晶體,故又稱為磁性氧化鐵。接下來我們一起來了解一下四氧化三鐵的性質吧。
四氧化三鐵的性質
物理性質
黑色的Fe3O4是鐵的一種混合價態氧化物,熔點為1597℃,密度為5.17g/cm3,不溶于水,可溶于酸溶液,在自然界中以磁鐵礦的形態出現,常溫時具有強的亞磁鐵性與頗高的導電率。(也有文獻指出Fe3O4的熔點為1538℃,不溶于酸)。
鐵磁性和亞鐵磁性物質在居里(Curie)溫度以上發生二級相變轉變為順磁性物質,Fe3O4的居里溫度為585℃。
化學性質
鐵絲在氧氣里燃燒會生成四氧化三鐵,比較鐵的氧化物的標準摩爾生成Gibbs自由能的大小,得出Fe3O4的熱力學穩定性大,因此產物是Fe3O4。
鐵與空氣接觸就會在其表面上形成氧化物,此時,氧化物膜本身的化學組成并非均勻。如一塊低碳鋼可以為三種氧化物膜所覆蓋:與金屬接觸的是FeO,與空氣接觸的一側是Fe2O3,中間則是Fe3O4。更確切地說,也許是三種氧化物的飽和固溶體的混合物構成鋼鐵表面的氧化膜層。
同時,氧化物膜的厚度也視氧化時的不同環境條件而變化。室溫下,干燥空氣中相對較純的鐵上氧化物的厚度不超過20埃(1埃=0.1納米)但在潮濕空氣中氧化物膜的厚度明顯增加,可以看到表面上的銹斑。此時氧化物的沉積是分層的,接近金屬的一側是致密的無定形無水層,接近空氣一側是厚的多孔水化層。
Fe3O4有抗腐蝕效果,如鋼鐵制件的發藍(又稱燒藍和烤藍)就是利用堿性氧化性溶液的氧化作用,在鋼鐵制件表面形成一層藍黑色或深藍色Fe3O4薄膜,以用于增加抗腐蝕性、光澤和美觀。
拓展知識
可將物質的磁性分為五類:
抗磁性(反磁性):物質中全部電子在原子軌道或分子軌道上都已雙雙配對、自旋相反,沒有永 久磁矩。
順磁性:原子或分子中有未成對電子存在,存在永 久磁矩,但磁矩間無相互作用。
鐵磁性:每個原子都有幾個未成對電子,原子磁矩較大,且相互間有作用,使原子磁矩平行排列。
亞鐵磁性(鐵氧體磁性):相鄰原子磁矩部分呈現不相等的反平行排列。
反鐵磁性:在Néel溫度以上呈順磁性;在低于Néel溫度時,磁矩間相鄰原子磁矩呈現相等的反平行排列。
Fe3O4有高的電導率,可以將Fe3O4不平常的電化學性質歸因于電子在Fe2+與Fe3+之間的傳遞。