Кіріспе
Химиялық қосылыс
chembox
| Verifiedfields = өзгертілген
| Watchedfields = өзгертілген
| verifiedrevid = 464185021
| Name = Iron(III) oxide
| ImageFile = Haematite unit cell 3D balls.png
| ImageName = Гематит бірлік жасушасы
| ImageCaption = Fe₂O₃
| ImageFile1 = Темір(III) оксидінің үлгісі.jpg
| ImageName1 = Темір(III) оксидінің үлгісі
| ImageFile2 = Темірдің Pourbaix диаграммасы.svg
| ImageName2 = Судағы Темірдің Pourbaix диаграммасы
| IUPACName = Iron(III) oxide
| OtherNames = ferric oxide, haematite, ferric iron, red iron oxide, rouge, maghemite, colcothar, iron sesquioxide, тотығу, охра
| SystematicName =
| Section1 =
| Section2 =
| Section3 = Chembox Structure
| CrystalStruct = Rhombohedral, hR30 (α формасы) Cubic bixbyite, cI80 (β формасы) Cubic spinel (γ формасы) Orthorhombic (ε формасы)
| DeltaHf = −824.2 кДж/моль
| GHSSignalWord = Ескерту
| HPhrases =
| TLV TWA = 5 мг/м³
| IDLH = 2500 мг/м³
| Verifiedfields = changed
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 464185021
| Name = Iron(III) oxide
| ImageFile = Haematite unit cell 3D balls. png
| ImageName = Haematite unit cell
| ImageCaption = Fe O
| ImageFile1 = Iron(III) oxide sample. jpg
| ImageName1 = Sample of iron(III) oxide
| ImageFile2 = Pourbaix Diagram of Iron. svg
| ImageName2 = Pourbaix Diagram of aqueous Iron
| IUPACName = Iron(III) oxide
| OtherNames = ferric oxide, haematite, ferric iron, red iron oxide, rouge, maghemite, colcothar, iron sesquioxide, rust, ochre
| SystematicName =
| Section1 =
| Section2 =
| Section3 = Chembox Structure
| CrystalStruct = Rhombohedral, hR30 (α form) Cubic bixbyite, cI80 (β form) Cubic spinel (γ form) Orthorhombic (ε form)
| DeltaHf = −824.2 kJ/mol
| GHSSignalWord = Warning
| HPhrases =
| TLV TWA = 5 mg/m3
| IDLH = 2500 mg/m3
Құрылымы
Fe2O3 әр түрлі полиморфтар түрінде алынуы мүмкін. Басты полиморф α-да темір октаэдрлік координациялық геометрияны қабылдайды. Яғни, әрбір Fe атомы алты оттегі лигандтарымен байланысқан. γ полиморфында кейбір Fe атомдары тетраэдрлік орындарда төрт оттегі лигандтарымен орналасқан.
Альфа фазасы
α Fe2O3 ромбоэдрлі, корунд (α Al2O3) құрылымына ие және ең көп таралған түрі болып табылады. Ол гематит минералы ретінде табиғатта кездеседі, ол темірдің негізгі кені ретінде өндіріледі. ~260 К төмен температурада антиферромагниттік қасиет көрсетеді (Морриннің өтпелі температурасы), ал 260 К мен 950 К Нель температурасы аралығында әлсіз ферромагнетизмді көрсетеді. Оны жылулық ыдырату және сұйық фазада тұнбалау әдістері арқылы дайындау оңай. Оның магниттік қасиеттері қысым, бөлшек мөлшері және магнит өрісінің күшін сияқты көптеген факторларға байланысты.
Гамма фазасы
γ Fe2O3 текшелік құрылымға ие. Ол метастабильді және жоғары температурада альфа фазадан өтеді. Табиғатта маггемит минералы ретінде кездеседі. Ферромагниттік қасиеттері бар және жазу таспаларында қолданылады. Эпсилон (ε) фазасы ромбтық, альфа және гамма фазаларының арасындағы қасиеттерді көрсетеді және үлкен деректерді сақтауға арналған жоғары тығыздықты жазу құралдары сияқты мақсаттарда пайдалы магниттік қасиеттерге ие болуы мүмкін. Таза эпсилон фазасын дайындау өте қиын болып табылады. Эпсилон фазасының жоғары үлесін қамтитын материал гамма фазасының жылулық түрлендіруі арқылы дайындалуы мүмкін. Эпсилон фазасы да метастабильді, белгілі бір температурада альфа фазасына өтеді. Оны электр доғасында темірді тотықтыру арқылы немесе темір(III) нитратынан золь-гель әдісімен тұндыру арқылы дайындауға болады. Зерттеулер ежелгі қытайлық Цзянь керамикалық глазурьлерінде эпсилон темір(III) оксидінің бар екенін көрсетті, бұл осы форманы зертханада өндіру жолдарына түсінік беруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, жоғары қысымда аморфты формаға ие екені айтылады.
The epsilon (ε) phase is rhombic, and shows properties intermediate between alpha and gamma, and may have useful magnetic properties applicable for purposes such as high density recording media for big data storage. Preparation of the pure epsilon phase has proven very challenging. Material with a high proportion of epsilon phase can be prepared by thermal transformation of the gamma phase. The epsilon phase is also metastable, transforming to the alpha phase at between It can also be prepared by oxidation of iron in an electric arc or by sol gel precipitation from iron(III) nitrate. Research has revealed epsilon iron(III) oxide in ancient Chinese Jian ceramic glazes, which may provide insight into ways to produce that form in the lab. Additionally, at high pressure an amorphous form is claimed.
Сұйық фаза
Қорытылған Fe2O3-тің әр темір атомының айналасында шамамен 5 оттегі атомынан тұратын координациялық санына ие болуы күтілуде, бұл аздап оттегі тапшылығы бар қатты суытылған темір оксидінің тамшыларын өлшеу нәтижелеріне негізделген. Қатты суыту стехиометрияны сақтау үшін балқу температурасынан жоғары қажетті жоғары оттегі қысымын қолдану қажеттілігін жояды.
Гидратталған темір (III) оксидтері
Темір(III) оксидінің бірнеше гидраттары бар. Ерітіндідегі Fe(III) тұздарына сілті қосылғанда, қызыл қоңыр түсті желатин тәрізді тұнба пайда болады. Бұл Fe(OH)3 емес, Fe2O3·H2O (сондай-ақ Fe(O)OH деп те жазылады). Fe(III) гидратталған оксидінің де бірнеше түрі бар. Қызыл лепидокроцит (γ-Fe(O)OH) рустиклдердің сыртында, ал апельсин түсті гоетит (α-Fe(O)OH) рустиклдердің ішінде кездеседі. Fe2O3·H2O қыздырылғанда, гидратталу суын жоғалтады. 1670 кельвинге дейін қыздыру Fe2O3-ті қара Fe3O4 (FeIIFeIII2O4) түріне айналдырады, ол магнетит минералы ретінде белгілі. Fe(O)OH қышқылдарда ериді, нәтижесінде [Fe(H2O)6]3+ пайда болады. Концентрацияланған сулы сілтіде Fe2O3 [Fe(OH)6]3− береді.
Сызықтау
Темір тотығының өте ұсақ ұнтағы "зергерлік руж", "қызыл руж" немесе жай ғана руж деп аталады. Ол металл зергерлік бұйымдар мен линзаларды соңғы жылтырату үшін, сондай-ақ тарихи түрде косметика ретінде қолданылады. Руж, мысалы, церий(IV) оксиді сияқты кейбір қазіргі заманғы жылтыратуларға қарағанда баяу әсер етеді, бірақ оптикалық өндірісте және зергерлерде жоғары сапалы жаңжал үшін әлі де қолданылады. Алтынды жылтырату кезінде руж алтынды сәл бояйды, бұл дайын өнімнің сыртқы түріне әсер етеді. Руж ұнтақ, паста, жылтырату матасына сіңірілген немесе қатты тақта (шамы немесе майлы байланыстырғыш затпен) түрінде сатылады. Темір оксиді болмаса да, басқа жылтырату қоспалары да көбінесе "руж" деп аталады. Зергерлер зергерлік бұйымдардағы қалдық ружді ультрадыбыстық тазалау арқылы кетіреді. "Штриптеу қоспасы" ретінде сатылатын өнімдер көбінесе пышақтарды, тік бритваларды немесе кез келген басқа да кескіш құралдарды кескіш қылуға көмектесетін былғары штрипке жағылады.
Магниттік жазу
Темір(III) оксиді – барлық типтегі магниттік сақтау және жазу орталарында, соның ішінде магниттік дискілерде (деректер сақтау үшін) және магниттік таспаларда (аудио және бейне жазуда, сондай-ақ деректер сақтау үшін) қолданылған ең көп таралған магниттік бөлшек болды. Компьютерлік дискілерде оның орны кобальт қорытпасымен ауыстырылды, бұл жоғары сақтау тығыздығына ие жұқа магниттік қабаттар жасауға мүмкіндік берді.
Фотокатализ
α Fe2O3 күн суын тотығуға арналған фотоанод ретінде зерттелді. Дегенмен, оның тиімділігі фотоқозған заряд тасымалдаушылардың қысқа диффузиялық ұзындығымен (2–4 нм) және одан кейінгі жылдам рекомбинациямен шектеледі, бұл реакцияны іске қосу үшін үлкен артық потенциал қажеттілігіне әкеледі. Зерттеулер наноқұрылымдарды қолдану немесе β Fe2O3 сияқты басқа кристалл фазаларды пайдалану арқылы Fe2O3-тің су тотығу өнімділігін жақсартуға бағытталған.
Медицина
Жеңіл қышынуды емдеуге қолданылатын каламиндi лосьон негізінен қысымдаушы әсер ететін мырыш оксиді мен шамамен 0,5% темір(III) оксидінің қоспасынан тұрады, темір(III) оксиді – өнімнің белсенді ингредиенті және қышыққа қарсы әсер етеді. Темір(III) оксидінің қызыл түсі лосьонның қызғылт түсіне де басты жауапты.