氫氧化鐵

氫氧化鐵

氫氧化鐵（ferric hydroxide），化學式Fe(OH)3，為棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉澱或膠體，用來制顏料、藥物，用作淨水劑（膠體時），也可用來做砷的解毒藥等。

棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉澱，在一定條件下分散係為膠體。密度3.4～3.9g/cm3。具有兩性但其鹼性強於酸性， 新製得的氫氧化鐵易溶於無機酸和有機酸，亦可溶於熱濃鹼。

基本介紹

  • 中文名：氫氧化鐵
  • 英文名：ferric hydroxide
  • 化學式：Fe（OH）3
  • 分子量：106.867
  • CAS登錄號：1309-33-7
  • EINECS登錄號：243-746-4
  • 熔點：757℃（25kpa）
  • 水溶性：難溶於水
  • 密度：3.4～3.9g/cm3
  • 外觀：棕色或紅褐色粉末或深棕色絮狀沉澱
  • 套用：淨水劑和砷的解毒藥等
  • 安全性描述：不應與人體表面接觸
化學性質,製備方法,套用領域,

化學性質

具有兩性但其鹼性強於酸性，新製得的氫氧化鐵易溶於無機酸和有機酸，亦可溶於熱濃鹼。具有強氧化劑（如次氯酸鈉）在鹼性介質中，能將新制的氫氧化鐵氧化成+6氧化態的高鐵酸鈉（Na2FeO4）。加熱時逐漸分解而成氧化鐵和水。不溶於水、乙醚和乙醇，溶於酸，在酸中的溶解度隨製成時間的長短而定，新制的易溶於酸，若放置時間長，則難溶解。氫氧化鐵可用來制顏料、藥物，也可用來做砷的解毒藥等等。
低於500攝氏度時完全脫水成氧化鐵。加熱分解。氫氧化鐵在烘乾時易分解，但溫度不高時不完全，也就是逐漸失水。但在低於500℃時能達到完全脫水成氧化鐵。沒有一個明確的失水分解溫度。
由可溶性鐵鹽溶液加氨水沉澱來製取氫氧化鐵或由氯化鐵、硝酸鐵溶液加入氨水沉澱而製得。其粒子大小在1 nm到100 nm之間時會形成膠體。膠狀沉澱的水合氧化鐵有較強的吸附性能。
氫氧化鐵是鐵的氫氧化物，由鐵離子（Fe3+）和氫氧根離子（OH−）生成： Fe3++ 3OH−=Fe(OH)3↓
也可以由氫氧化亞鐵[Fe(OH)2]氧化得來：
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
Fe(OH)3它是一種紅褐色沉澱，是鐵的最穩定氧化物-氫氧化物的水合物。加熱分解成氧化鐵和水：2Fe(OH)3=△=Fe2O3+ 3H2O新沉澱出來的水合氧化鐵易溶於無機酸，也略溶於鹼溶液中生成鐵酸鹽（FeO+）。這類鐵酸鹽也可以從氧化鐵和鹼金屬氧化物、氫氧化物或碳酸鹽的熔融混合物中製得。氫氧化鐵是一個未確知的化合物，氨水或鹼溶液作用於鐵鹽溶液所得到的紅棕色或黃棕色沉澱，經X射線晶體學研究是非晶態的，它含有可變數的水。一般認為該沉澱含有氫氧化氧鐵FeO(OH)，至少有兩種結晶變體：α-FeO(OH)（針鐵礦）和γ-FeO(OH)（纖鐵礦），鐵的正常生鏽產生的是γ-變體。
Fe3+水解形成Fe(OH)3的過程中，會產生包含2個3個或更多鐵原子的物質，中間由叫做羥橋的氫氧根連線，不斷生長，最終生成沉澱。
氫氧化鐵的兩性電離：
酸性：
氫氧化鐵
Fe(OH)3=H++FeO2-+H2O（可逆反應）
FeO2-+H2O=[FeO2(OH)]2-+H+（可逆反應）
[FeO2(OH)]2-=H++FeO33-（可逆反應）
鹼性：
Fe(OH)3+6H2O=[Fe(H2O)6]3++3OH-（可逆反應）
所以，氫氧化鐵既是一種三元弱鹼，又是一種三元弱酸。其中FeO2- + H2O又常寫作[Fe(H2O)2(OH)4]-，[FeO2(OH)]2-又常寫作[Fe(H2O)(OH)5]2-，FeO33-又常寫作[Fe(OH)6]3-。
化學方程式
可溶性鹼和鐵鹽溶液反應，例如氫氧化鈉和硫酸鐵反應生成氫氧化鐵和硫酸鈉：
6NaOH +Fe2(SO4)3= 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
氫氧化亞鐵與氧氣反應：
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
受熱分解產物及方程式：
2Fe(OH)3 ==△== Fe2O3 + 3H2O
與非氧化性酸反應：
Fe(OH)3 + 3H+= Fe3++ 3H2O

製備方法

膠體
（1）取一個小燒杯，加入25 mL蒸餾水，將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰。
氫氧化鐵的丁達爾效應氫氧化鐵的丁達爾效應
（2）向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴飽和氯化鐵溶液。
（3）繼續煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱。
此時即可製得氫氧化鐵膠體，用雷射筆照射燒杯中的液體，在垂直於光線的方向可以看到一條光亮的“通路”，即丁達爾效應。
固體沉澱
在試管里注入少量氯化亞鐵溶液，再逐滴滴入氫氧化鈉溶液，觀察現象。
有紅褐色沉澱產生。若注入氫氧化鈉溶液在液面以下而且有大量硫酸根存在，會生成白色氫氧化亞鐵沉澱，轉瞬形成灰綠色沉澱（但絕對不是Fe6(SO4)2(OH)4O3或不只是它，實驗證明，有BaCl2存在仍然生成灰綠色沉澱），最後還會氧化成Fe(OH)3氫氧化鐵紅色沉澱
註：因為其在被氧化過程中會出現亞鐵離子與鐵離子並存現象因而使其顯灰綠色
氯化亞鐵與氫氧化鈉溶液反應，生成Fe(OH)2白色沉澱轉化成紅褐色Fe(OH)3沉澱，方程式為： FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

套用領域

用於製造醫藥、顏料，並用作砷解毒劑等。其膠體可用於淨水。

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