Fe2O3 – Iron(III) oxide

Tên cũ: sắt(III) oxit · Còn gọi là: hematit (quặng); gỉ sắt (tên dân gian); ferric oxide; red iron oxide; Pigment Red 101; colcothar

  • Oxide base, quặng hematit
  • Rắn, nâu đỏ
  • Không tan trong nước
  • M = 160

Iron(III) oxide (Fe₂O₃, tên cũ: sắt(III) oxit; còn gọi: hematit (quặng)) là oxide, chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước; phân tử khối 160. Basic oxide: tan trong acid tạo muối Fe(III): Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O; Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O.

Cấu tạo của Fe2O3

Fe₂O₃ là hợp chất ion tạo bởi ion Fe³⁺ và ion O²⁻ theo tỉ lệ 2 : 3 — đúng tỉ lệ để tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm: hai ion Fe³⁺ mang 6 điện tích dương, ba ion O²⁻ mang 6 điện tích âm. Ion Fe³⁺ có lớp vỏ (2, 8, 13), không đạt cấu hình electron của khí hiếm, nhưng +3 đã là mức cao hơn trong hai mức oxi hoá thường gặp của sắt nên Fe₂O₃ không thể hiện tính khử. Dạng thường gặp là α-Fe₂O₃ với mạng tam phương kiểu corundum, cùng kiểu với Al₂O₃: các ion O²⁻ xếp chặt còn Fe³⁺ nằm trong hốc bát diện, mỗi Fe³⁺ được 6 ion O²⁻ bao quanh. Mạng xếp chặt cộng với lực hút giữa các ion điện tích lớn làm Fe₂O₃ rất bền: không tan trong nước, tới 1 539 °C mới nóng chảy kèm phân huỷ. Ngoài dạng α còn có các dạng thù hình β, γ (maghemit, mạng lập phương kiểu spinel) và ε, khác nhau ở cách sắp xếp ion Fe³⁺ và ở từ tính.

Thông số vật lý của Fe2O3

Đại lượngGiá trịGhi chú
Phân tử khối160tính theo nguyên tử khối làm tròn trong SGK (Fe 56, O 16)
Khối lượng mol chính xác159,687 g/moltheo nguyên tử khối IUPAC (Fe 55,845, O 15,999)
Trạng thái, màurắn, nâu đỏ
Nhiệt độ nóng chảy1 539 °C (kèm phân huỷ)infobox Wikipedia dẫn CRC Handbook 92nd (Haynes, tr. 4.69). Các dạng ngậm nước phân huỷ ở nhiệt độ thấp hơn nhiều: 50–150 °C tuỳ dạng
Khối lượng riêng5,25 g/cm³chất rắn màu đỏ, không mùi; nhẹ hơn FeO (5,745 g/cm³)
Độ tan trong nướckhông taninfobox ghi "Insoluble"; tan trong acid loãng (đây là dấu hiệu của basic oxide) và tan tốt trong dung dịch chất tạo phức như EDTA hay oxalic acid; tan rất ít trong dung dịch đường
Chiết suất2,91 và 3,19hai giá trị của dạng α (hematit), theo CRC Handbook 92nd tr. 4.141 dẫn trong infobox
Cấu tạo tinh thểtam phương kiểu corundum (dạng α)nhóm không gian số 167 (R-3c) theo infobox khoáng vật hematit — đúng bằng nhóm không gian của corundum; infobox bài "Iron(III) oxide" ghi số 161, không khớp với kiểu mạng corundum nên trang không dùng. Cũng theo infobox khoáng vật ấy, trang gọi hệ tinh thể là tam phương (infobox hematit và infobox corundum đều ghi trigonal) chứ không dùng chữ "mặt thoi" của infobox bài "Iron(III) oxide" — hai chữ chỉ cùng một mạng, và trang Al₂O₃ dùng cùng tên ấy để hai cột "cùng kiểu mạng corundum" đọc khớp nhau. Mỗi Fe³⁺ được 6 O²⁻ bao quanh theo hình bát diện — cùng kiểu mạng với Al₂O₃. Còn có các dạng thù hình khác: β lập phương kiểu bixbyite (trên 500 °C chuyển về α), γ tức maghemit lập phương kiểu spinel (sắt từ), và ε trực thoi (chuyển về α ở 500–750 °C)
Từ tínhphản sắt từ dưới khoảng 260 Kdạng α phản sắt từ dưới nhiệt độ chuyển Morin khoảng 260 K, và sắt từ yếu trong khoảng từ 260 K tới nhiệt độ Néel 950 K; độ cảm từ mol +3 586 × 10⁻⁶ cm³/mol. Dạng γ (maghemit) mới là chất sắt từ mạnh, từng được dùng làm vật liệu ghi từ
Enthalpy tạo thành chuẩn−824,2 kJ/molnăng lượng Gibbs tạo thành −742,2 kJ/mol, entropy chuẩn 87,4 J/(mol·K), nhiệt dung 103,9 J/(mol·K), theo CRC Handbook 92nd tr. 5.12 dẫn trong infobox. Âm hơn nhiều so với FeO (−272,0 kJ/mol) — Fe₂O₃ là dạng oxide bền của sắt
Khoáng vật hematithệ tam phương, độ cứng Mohs 5,5–6,5khối lượng riêng 5,26–5,3; vạch (màu bột khi vạch trên sứ nhám) đỏ tươi đến đỏ sẫm; màu bên ngoài thay đổi từ xám ánh kim ở tinh thể và quặng kết tinh đến đỏ gỉ ở dạng đất, mịn
Từ hydroxide oxide thành oxide khankhoảng 200 °C2FeO(OH) → Fe₂O₃ + H₂O; nung tiếp Fe₂O₃ tới 1 670 K thì chuyển thành Fe₃O₄ màu đen
LD50 (chuột, đường miệng)> 10 g/kgbảng dữ liệu an toàn dẫn trong infobox Wikipedia. Giới hạn bụi nơi làm việc: PEL 10 mg/m³, REL 5 mg/m³, giá trị TLV-TWA 5 mg/m³, IDLH 2 500 mg/m³. Chỉ số nguy hiểm NFPA về sức khoẻ, cháy và phản ứng đều bằng 0

Số liệu làm tròn cho phổ thông; nguồn ghi ở mục Tài liệu tham khảo.

Thành phần nguyên tố của Fe2O3

Nguyên tốNTKSố ng.tửKL% khối lượng
Fe 56211270,00 %
O 1634830,00 %
Tổng5160100 %

NTK = nguyên tử khối (làm tròn như trong bài tập phổ thông), KL = khối lượng. Ví dụ: %Fe = 112 ÷ 160 × 100 % = 70,0 %.

Tính nhanh: mol – khối lượng – nồng độ

Khối lượng
m = n × M = 0,25 × 160
40 g
Số phân tử
N = n × NA = 0,25 × 6,022 × 10²³
1,506 × 10²³
Nồng độ mol
CM = n / V = 0,25 / 0,25
1 M

M = phân tử khối (g/mol); NA = 6,022 × 10²³ là số Avogadro — số phân tử có trong 1 mol của bất kỳ chất nào; V là thể tích dung dịch tính bằng lít.

Điều chế Fe2O3

Nhiệt phân Fe(OH)₃: 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O. Trong tự nhiên có trong quặng hematit đỏ; sinh ra khi đốt quặng pirit: 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂.

Tính chất hoá học của Fe2O3

Basic oxide: tan trong acid tạo muối Fe(III): Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O; Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O.

Tính oxi hoá (Fe⁺³ → Fe⁰) ở nhiệt độ cao, bị khử bởi CO, H₂, Al, C: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ (trong lò cao); Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O; Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe (phản ứng nhiệt nhôm).

Bền với nhiệt; không có tính lưỡng tính.

Lỗi thường gặp với Fe2O3

  • Viết thẳng "gỉ sắt là Fe₂O₃". Wikipedia ghi rõ: gỉ sắt hay được gọi là iron(III) oxide vì chung nhiều tính chất và có thành phần gần giống, nhưng trong hoá học gỉ là một vật liệu không xác định rõ, được mô tả là iron(III) oxide ngậm nước. Hai chất hay gặp trong lớp gỉ là lepidocrocite (γ-FeO(OH), màu đỏ, nằm ở mặt ngoài) và goethite (α-FeO(OH), màu cam, nằm phía trong). Phải nung khô ở khoảng 200 °C mới được oxide khan: 2FeO(OH) → Fe₂O₃ + H₂O.
  • Xếp Fe₂O₃ vào oxide lưỡng tính vì "trông giống Al₂O₃". Hai chất đúng là cùng kiểu mạng corundum, nhưng theo cách phân loại của chương trình phổ thông thì Fe₂O₃ là basic oxide: tan trong acid cho muối sắt(III), không phản ứng với dung dịch kiềm ở điều kiện thường, trong khi Al₂O₃ tan được cả trong acid lẫn trong dung dịch NaOH. Wikipedia có nêu rằng trong dung dịch kiềm rất đặc, Fe₂O₃ cho ion [Fe(OH)₆]³⁻ — đó là điều kiện nằm ngoài chương trình; trang này theo cách phân loại của SGK.
  • Lẫn phản ứng trong lò cao với phản ứng nhiệt nhôm. Cả hai đều khử Fe₂O₃ nhưng khác chất khử, khác quy mô và khác mục đích. Lò cao dùng carbon monoxide: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, đây là cách luyện gang ở quy mô công nghiệp. Nhiệt nhôm dùng bột nhôm: 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃, toả nhiệt cực mạnh, sắt sinh ra ở dạng nóng chảy nên được rót thẳng vào khe nối hai thanh ray để hàn tại chỗ, không dùng để sản xuất sắt.
  • Nghĩ khử Fe₂O₃ bằng CO hay H₂ là ra ngay sắt. Quá trình đi từng nấc. Hydrogen ở khoảng 400 °C mới chỉ đưa Fe₂O₃ về magnetite Fe₃O₄ — chất rắn đen chứa cả sắt(III) lẫn sắt(II): 3Fe₂O₃ + H₂ → 2Fe₃O₄ + H₂O. Trong lò cao, CO cũng khử theo dãy Fe₂O₃ → Fe₃O₄ → FeO → Fe ứng với các vùng nhiệt độ khác nhau. Vì thế đề bài "khử hoàn toàn" và "khử một phần" cho hai kết quả khác hẳn nhau.
  • Nhầm Fe₂O₃ với Fe₃O₄ khi nhận biết. Fe₂O₃ màu nâu đỏ, tan trong acid thường cho riêng muối sắt(III): Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Fe₃O₄ màu đen, có từ tính mạnh nên bị nam châm hút, và tan trong acid thường cho hỗn hợp hai muối: Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O. Chỗ dễ sập bẫy là từ tính: dạng α-Fe₂O₃ (hematit) chỉ sắt từ yếu ở nhiệt độ phòng, còn dạng γ (maghemit) mới sắt từ mạnh — nên "bị nam châm hút" chưa đủ để kết luận là Fe₃O₄ nếu mẫu có thể là maghemit.

Ứng dụng của Fe2O3

Ứng dụngDựa trên tính chất nào
Nguyên liệu đầu vào của ngành sắt thépQuặng hematit chứa Fe₂O₃ là nguồn sắt của ngành luyện thép; trong lò cao, CO khử oxide thành sắt: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Wikipedia mô tả đây là "ứng dụng áp đảo" của iron(III) oxide, dùng cho sản xuất sắt, thép và nhiều hợp kim
Bột màu đỏ và nâu: Pigment Red 101, Pigment Brown 6 và 7Fe₂O₃ không tan, bền với ánh sáng và với nhiệt nên giữ màu rất lâu; Pigment Red 101 và Pigment Brown 6 còn được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ cho phép dùng trong mỹ phẩm. Hematit là chất tạo nên màu sơn đỏ Falu của Thuỵ Điển, và oxide của sắt đã được dùng cho kính màu từ thời Trung cổ để tạo các sắc vàng, cam, đỏ
Bột đánh bóng trang sức và thấu kính ("jeweler’s rouge")Bột Fe₂O₃ rất mịn mài chậm hơn một số chất đánh bóng hiện đại như cerium(IV) oxide, nhưng cho bề mặt hoàn thiện đẹp hơn nên thợ kim hoàn và thợ quang học vẫn dùng. Khi đánh bóng vàng, bột rouge ăn màu nhẹ vào bề mặt và góp phần tạo vẻ ngoài của món đồ
Hàn ray tàu bằng phản ứng nhiệt nhômPhản ứng 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃ toả nhiệt rất mạnh, sắt sinh ra ở dạng lỏng. Người ta đặt một nồi gốm trên khe nối hai thanh ray rồi cho sắt nóng chảy rót xuống, hàn ray ngay tại hiện trường mà không cần lò
Vật liệu ghi từ: băng từ, đĩa từDạng γ (maghemit) có từ tính nên từng là hạt từ phổ biến cho mọi loại băng và đĩa từ. Về sau, hợp kim coban thay thế nó trong ổ đĩa máy tính vì cho màng từ mỏng hơn và mật độ lưu trữ cao hơn
Hoạt chất chống ngứa trong dung dịch calamineDung dịch calamine bôi ngoài da gồm zinc oxide làm se và khoảng 0,5 % Fe₂O₃ — chính phần Fe₂O₃ này là hoạt chất chống ngứa, đồng thời màu đỏ của nó tạo nên sắc hồng đặc trưng của lọ thuốc

Nhận biết Fe2O3

Chất rắn nâu đỏ, không tan trong nước; tan trong HCl cho dung dịch vàng nâu, thêm NaOH được kết tủa nâu đỏ Fe(OH)₃.

An toàn và bảo quản Fe2O3

ECHA không có phân loại hài hoà theo CLP cho diiron trioxide (EC 215-168-2). Trong 17 thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp, mục được đánh dấu nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 74,21 % số thông báo và ghi "Not classified"; các nhóm khác: 14,36 % ghi Aquatic Chronic 2 (H411, hình đồ GHS09), 4,88 % ghi STOT SE 3 (H335) + STOT RE 1 (H372) + Skin Irrit. 2 (H315) + Eye Dam. 1 (H318) với GHS07, GHS08, GHS05, và 0,98 % ghi H315 + H319 + H370. Infobox Wikipedia lấy nhãn từ một hãng hoá chất: GHS07, từ cảnh báo "Warning", H315, H319, H335. Các số liệu áp cho bột Fe₂O₃ khan. Fe₂O₃ gần như không độc cấp: liều gây chết một nửa số chuột qua đường miệng lớn hơn 10 g/kg, và chỉ số nguy hiểm NFPA về sức khoẻ, cháy lẫn phản ứng đều bằng 0. Rủi ro thực tế là bụi mịn: giới hạn nơi làm việc PEL 10 mg/m³, REL 5 mg/m³, giá trị TLV-TWA 5 mg/m³, IDLH 2 500 mg/m³.

Bụi vào mắt: rửa bằng nước nhiều phút, tháo kính áp tròng. Dính da: rửa bằng xà phòng và nước — bột màu bám khá dai. Hít nhiều bụi: ra chỗ thoáng. Đổ vãi: quét gom, lau ướt; tránh thổi khí làm bụi đỏ bay khắp phòng và bám bẩn.

Bảo quản: Lọ hoặc bao kín nơi khô để bột không vón cục và không bay bụi. Fe₂O₃ bền, không cháy, không hút ẩm chảy rữa nên không cần điều kiện đặc biệt; chỉ cần để xa acid (bị hoà tan) và xa bột nhôm, bột magie vì hỗn hợp với các kim loại này là hỗn hợp nhiệt nhôm, cháy rất mạnh khi được mồi.

Phản ứng tiêu biểu của Fe2O3 (10)

Tự luyện về Fe2O3

Gom từ bài tập của các phản ứng có iron(iii) oxide và câu hỏi riêng cho chất.

1. Trong phản ứng nhiệt nhôm 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe, chất khử là

A. Fe₂O₃B. AlC. FeD. Al₂O₃

Đáp án B. Al⁰ → Al⁺³ + 3e (nhường electron) là chất khử; Fe⁺³ trong Fe₂O₃ nhận 3e là chất oxi hoá.

2. Trong phản ứng Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, chất khử là

A. Fe₂O₃B. COC. FeD. CO₂

Đáp án B. C⁺² trong CO nhường 2e thành C⁺⁴ (CO₂) → CO là chất khử; Fe⁺³ nhận 3e là chất oxi hoá.

3. Trong FeS₂, số oxi hoá của S là

A. −2B. −1C. +4D. +6

Đáp án B. Fe +2, tổng bằng 0 → mỗi S là −1 (pyrite chứa ion S₂²⁻).

4. Trộn bột Fe₂O₃ với bột nhôm rồi mồi bằng dây magie, phản ứng xảy ra mãnh liệt và thu được kim loại nóng chảy. Ứng dụng thực tế của phản ứng này là

A. Luyện gang trong lò caoB. Hàn nối hai thanh ray tàu ngay tại chỗC. Sản xuất bột màu đỏ cho sơnD. Mạ một lớp sắt lên bề mặt nhôm

Đáp án B. Đây là phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃, toả nhiệt rất mạnh nên sắt sinh ra ở dạng lỏng và được rót vào khe nối hai thanh ray. Luyện gang trong lò cao dùng CO làm chất khử (Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂), khác hẳn về chất khử và quy mô.

5. Cho 16 g Fe₂O₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ loãng. Khối lượng muối khan thu được là (Fe = 56, O = 16, S = 32)

A. 20 gB. 30 gC. 40 gD. 60 g

Đáp án C. n(Fe₂O₃) = 16 / 160 = 0,1 mol. Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O nên n(Fe₂(SO₄)₃) = 0,1 mol; M(Fe₂(SO₄)₃) = 112 + 3 × 96 = 400, vậy m = 0,1 × 400 = 40 g. Sai lầm hay gặp là dùng công thức muối FeSO₄ của sắt(II).

6. Khử 32 g Fe₂O₃ bằng khí CO ở nhiệt độ cao tới khi phản ứng hoàn toàn. Thể tích khí CO₂ thu được (ở điều kiện chuẩn, thể tích mol 24,79 L/mol) là

A. 4,958 LB. 9,916 LC. 14,874 LD. 22,311 L

Đáp án C. n(Fe₂O₃) = 32 / 160 = 0,2 mol. Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ nên n(CO₂) = 3 × 0,2 = 0,6 mol; V = 0,6 × 24,79 = 14,874 L. Nếu quên hệ số 3 thì ra 4,958 L (0,2 mol).

Câu hỏi thường gặp về Fe2O3

Fe₂O₃ là oxit gì, có phải là gỉ sắt không?

Fe₂O₃ (iron(III) oxide, tên cũ sắt(III) oxit) là basic oxide của sắt ở mức oxi hoá +3: chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước, có sẵn trong tự nhiên ở quặng hematit. Nó hay được gọi là gỉ sắt vì thành phần và tính chất gần giống, nhưng gỉ thật là iron(III) oxide ngậm nước chứ không phải Fe₂O₃ khan — xem mục Lỗi thường gặp.

Fe₂O₃ có tan trong nước không?

Không tan trong nước, nhưng tan trong acid loãng — đúng kiểu của một basic oxide: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O; Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O, dung dịch thu được có màu vàng nâu của ion Fe³⁺. Fe₂O₃ cũng tan tốt trong dung dịch các chất tạo phức như EDTA hay oxalic acid.

Fe₂O₃ là oxit bazơ hay oxit lưỡng tính?

Theo chương trình phổ thông, Fe₂O₃ là basic oxide: tan trong acid, không phản ứng với dung dịch kiềm ở điều kiện thường. Việc nó có cùng kiểu mạng tinh thể với Al₂O₃ không làm nó thành oxide lưỡng tính — xem mục Lỗi thường gặp.

Fe₂O₃ có độc không?

Gần như không: liều gây chết một nửa số chuột qua đường miệng lớn hơn 10 g/kg, ba chỉ số nguy hiểm NFPA đều bằng 0, và mục nổi bật trong hồ sơ ECHA (74,21 % số thông báo của doanh nghiệp) ghi "Not classified" — ECHA cũng không có phân loại hài hoà cho chất này. Fe₂O₃ còn được dùng làm bột màu trong mỹ phẩm và làm hoạt chất trong dung dịch calamine bôi da. Điều cần tránh là hít bụi mịn kéo dài; giới hạn bụi nơi làm việc là 5–10 mg/m³ — chi tiết ở mục An toàn.

Phản ứng nhiệt nhôm là gì, dùng để làm gì?

Là phản ứng nhôm khử oxide kim loại kém hoạt động hơn, điển hình là 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃. Phản ứng toả nhiệt rất mạnh nên sắt sinh ra ở dạng nóng chảy, được dùng để hàn ray tàu ngay tại hiện trường. Phân biệt nó với cách khử bằng CO trong lò cao — xem mục Lỗi thường gặp.

FeO và Fe₂O₃ khác nhau thế nào?

Khác ở số oxi hoá của sắt: FeO có sắt ở mức +2 nên màu đen, không bền dưới 575 °C, với acid thường cho muối sắt(II) và bị HNO₃ loãng oxi hoá tiếp (có khí NO); Fe₂O₃ có sắt ở mức +3 — mức cao hơn trong hai mức thường gặp của sắt — nên bền, màu nâu đỏ, với acid cho muối sắt(III) và không sinh khí. Bảng so sánh đầy đủ ở cuối trang.

Fe2O3 và FeO

Fe2O3FeO
Số oxi hoá của sắt+3 (mức cao hơn trong hai mức thường gặp của sắt)+2 (mức trung gian: vừa khử được, vừa bị khử)
Phân tử khối159,6971,84
Màu chất rắnnâu đỏđen
Khối lượng riêng5,25 g/cm³5,745 g/cm³
Nhiệt độ nóng chảy1 539 °C (kèm phân huỷ)1 377 °C
Độ tankhông tan trong nước; tan trong acid loãngkhông tan trong nước, kiềm và alcohol; tan trong acid
Chiết suất2,91 và 3,19 (dạng α, hematit)2,23
Độ cảm từ mol+3 586 × 10⁻⁶ cm³/mol+7 200 × 10⁻⁶ cm³/mol
Enthalpy tạo thành chuẩn−824,2 kJ/mol−272,0 kJ/mol
Tinh thể, khoáng vậttam phương kiểu corundum (dạng α); khoáng hematit, độ cứng Mohs 5,5–6,5, vạch màu đỏlập phương kiểu NaCl; khoáng wüstite
Hợp thức, thù hìnhhợp thức đúng, nhưng có nhiều dạng thù hình α, β, γ (maghemit), εkhông hợp thức: Fe₀,₈₄O đến Fe₀,₉₅O
Độ bềnbền; là dạng oxide của sắt phổ biến trong quặngdưới 575 °C tự phân huỷ: 4FeO → Fe + Fe₃O₄; để ngoài không khí bị oxi hoá thành Fe₂O₃
Với acid thườngFe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O — muối sắt(III), dung dịch vàng nâuFeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O — muối sắt(II), dung dịch lục nhạt
Với HNO₃ loãngkhông đổi số oxi hoá, không có khí: Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂Obị oxi hoá lên +3 và sinh khí NO: 3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O
Ứng dụng chínhnguyên liệu luyện gang thép, bột màu đỏ Pigment Red 101, bột đánh bóng (jeweler’s rouge), nhiệt nhôm hàn raybột màu đen cho men gốm và thuỷ tinh, mực xăm, khử phosphate bể cá, nấc trung gian trong lò cao
Phân loại (ECHA)diiron trioxide, EC 215-168-2 — không có phân loại hài hoà; mục nổi bật (74,21 %) ghi "Not classified", 14,36 % ghi Aquatic Chronic 2 (H411), 4,88 % ghi H335, H372, H315, H318iron oxide, EC 215-721-8 — không có phân loại hài hoà; hồ sơ có 1 thông báo doanh nghiệp (100 %) ghi "Not classified"

Tài liệu tham khảo

  1. Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 10 Oxide (phân loại oxide; basic oxide tác dụng với acid; quy ước viết công thức và nguyên tử khối làm tròn Fe = 56, O = 16, S = 32).
  2. Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 9 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 20 Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim (CO, H₂, C, Al khử oxide kim loại; lò cao luyện gang; phản ứng nhiệt nhôm).
  3. Bộ GD&ĐT, Hoá học 12 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2024 — bài 27 Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (mức oxi hoá +3 của sắt, màu của ion Fe³⁺).
  4. Bộ GD&ĐT, Khoa học tự nhiên 8 (Kết nối tri thức), NXB Giáo dục Việt Nam, 2023 — bài 3 Mol và tỉ khối chất khí (thể tích mol chất khí 24,79 L/mol ở điều kiện chuẩn, dùng cho câu tự luyện).
  5. Wikipedia, "Iron(III) oxide" (infobox dẫn CRC Handbook 92nd — Haynes tr. 4.69, 4.141 và 5.12 — và bảng dữ liệu an toàn của một hãng hoá chất; mục Structure, Alpha phase, Gamma phase, Other solid phases, Hydrated iron(III) oxides, Reactions, Preparation, Iron industry, Polishing, Pigment, Magnetic recording, Medicine), en.wikipedia.org — M 159,69, chất rắn màu đỏ và không mùi, khối lượng riêng 5,25 g/cm³, nóng chảy 1 539 °C kèm phân huỷ (các dạng ngậm nước phân huỷ ở 50–150 °C), không tan trong nước, tan trong acid loãng và tan rất ít trong dung dịch đường, độ cảm từ +3 586,0 × 10⁻⁶ cm³/mol, chiết suất n₁ 2,91 và n₂ 3,19 (α, hematit), ΔfH° −824,2 kJ/mol, ΔfG° −742,2 kJ/mol, S° 87,4 J/(mol·K), Cp 103,9 J/(mol·K), dạng α mặt thoi kiểu corundum (infobox bài này ghi nhóm không gian số 161; trang dùng số 167 của infobox khoáng vật hematit — xem dòng ngay dưới) với Fe³⁺ phối trí bát diện, phản sắt từ dưới khoảng 260 K (chuyển Morin) và sắt từ yếu tới nhiệt độ Néel 950 K, dạng β lập phương bixbyite chuyển về α trên 500 °C, dạng γ maghemit lập phương và sắt từ, dạng ε trực thoi chuyển về α ở 500–750 °C, "rust is considered an ill-defined material, described as hydrous ferric oxide" với lepidocrocite γ-FeO(OH) đỏ ở ngoài và goethite α-FeO(OH) cam ở trong, FeO(OH) mất nước ở khoảng 200 °C theo 2FeO(OH) → Fe₂O₃ + H₂O, nung Fe₂O₃·H₂O tới 1 670 K cho Fe₃O₄, trong dung dịch kiềm đặc cho [Fe(OH)₆]³⁻, tan tốt trong dung dịch EDTA và oxalic acid, khử bằng carbon cho sắt theo Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, nhiệt nhôm 2Al + Fe₂O₃ → 2Fe + Al₂O₃ dùng hàn ray, khử một phần bằng hydrogen ở khoảng 400 °C cho magnetite, "The overwhelming application of iron(III) oxide is as the feedstock of the steel and iron industries", kính màu từ thời Trung cổ, jeweler’s rouge mài chậm hơn cerium(IV) oxide nhưng cho bề mặt đẹp hơn và ăn màu nhẹ vào vàng, Pigment Brown 6, Pigment Brown 7, Pigment Red 101 được FDA cho phép trong mỹ phẩm, màu sơn Falu red, vật liệu ghi từ về sau bị hợp kim coban thay thế, dung dịch calamine gồm zinc oxide và khoảng 0,5 % Fe₂O₃ làm hoạt chất chống ngứa, GHS07 "Warning" với H315, H319, H335, giá trị TLV-TWA 5 mg/m³, LD50 > 10 g/kg (chuột, đường miệng), PEL 10 mg/m³, REL 5 mg/m³, IDLH 2 500 mg/m³, NFPA 0 – 0 – 0. Lưu ý: phương trình khử bằng hydrogen in trong bài Wikipedia chưa cân bằng; trang này viết bản đã cân bằng 3Fe₂O₃ + H₂ → 2Fe₃O₄ + H₂O.
  6. Webmineral, "Hematite Mineral Data", webmineral.com/data/Hematite.shtml — hệ tam phương, lớp tinh thể Hexagonal Scalenohedral (3 2/m, tức −3m), nhóm không gian ghi "R 3c" (văn bản thuần bỏ dấu gạch trên), a = 5,0317 Å, c = 13,737 Å, Z = 6. Lớp −3m chứa R-3c (số 167) chứ không chứa R3c (số 161, thuộc lớp 3m) — nguồn ngoài Wikipedia xác nhận số 167 (nhóm không gian của Fe₂O₃).
  7. Wikipedia, "Hematite" (infobox khoáng vật), en.wikipedia.org — hệ tam phương, nhóm không gian R-3c số 167 với a = 5,038 Å và c = 13,772 Å (Z = 6) và ghi α-Fe₂O₃ cùng kiểu cấu trúc với corundum, độ cứng Mohs 5,5–6,5, vạch màu đỏ tươi đến đỏ sẫm, khối lượng riêng 5,26–5,3, màu ngoài từ xám ánh kim ở tinh thể và quặng kết tinh đến đỏ gỉ ở dạng đất, mịn (thongSo; số nhóm không gian dùng thay cho số 161 của infobox bài "Iron(III) oxide").
  8. Wikipedia, "Iron(II) oxide" (infobox dẫn Patnaik 2002; mục Structure, Preparation, Uses, Reactions), en.wikipedia.org — M 71,844, tinh thể đen, khối lượng riêng 5,745 g/cm³, nóng chảy 1 377 °C, không tan trong nước, kiềm và alcohol nhưng tan trong acid, chiết suất 2,23, độ cảm từ +7 200 × 10⁻⁶ cm³/mol, khoáng wüstite, hợp chất không hợp thức từ Fe₀,₈₄O đến Fe₀,₉₅O, mạng lập phương kiểu NaCl, không bền dưới 575 °C với 4FeO → Fe + Fe₃O₄, dùng làm bột màu đen, mực xăm và khử phosphate cho bể cá (bảng so sánh; số liệu giữ đúng như trang FeO của site, trong đó ΔfH° −272,0 kJ/mol lấy ở NIST WebBook).
  9. NIST Chemistry WebBook, SRD 69: CAS 1309-37-1 (ghi tên "Indian red oxide"), webbook.nist.gov — trang chỉ có dữ liệu ion hoá pha khí và phổ hồng ngoại, không có mục dữ liệu chuyển pha lẫn nhiệt hoá học pha ngưng tụ, nên mọi số liệu vật lý và nhiệt hoá học của Fe₂O₃ trên trang này lấy từ infobox Wikipedia (dẫn CRC Handbook 92nd).
  10. ECHA CHEM, C&L Inventory: diiron trioxide, EC 215-168-2, chem.echa.europa.eu — không có phân loại hài hoà; 17 thông báo C&L/CLP của doanh nghiệp: mục được đánh dấu nổi bật (nguồn REACH Joint) chiếm 74,21 % số thông báo và ghi "Not classified"; 14,36 % ghi Aquatic Chronic 2 (H411, GHS09); 4,88 % ghi STOT SE 3 (H335) + STOT RE 1 (H372) + Skin Irrit. 2 (H315) + Eye Dam. 1 (H318) với GHS07/GHS08/GHS05; 0,98 % ghi H315 + H319 + H370. Iron oxide (FeO), EC 215-721-8 — cũng không có phân loại hài hoà; hồ sơ chỉ có 1 thông báo doanh nghiệp (100 %) ghi "Not classified" (bảng so sánh).

Cùng nhóm oxide

Xem tất cả hợp chất →

Cập nhật: