Ysteriiioksied: Chemiese verbinding

Dit is een van verskeie ysteroksiede en kom in die natuur voor as die mineraal hematiet.

Eienskappe

Algemeen
Naam	Yster(III)oksied
IUSTC-naam	Yster(III)oksied
Chemiese formule	Fe2O3
Molêre massa	159,69 g/mol
CAS-nommer	1309-37-1
Voorkoms	rooi vastestof
Reuk	reukloos
Fasegedrag
Smeltpunt	1538 °C
Kookpunt
Digtheid	5,240 [g/cm3]
Oplosbaarheid	onoplosbaar
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt
LD50	>10 000 [mg/kg]
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Daar is verskeie polimorfe.

1. α-Fe₂O₃. Dit het die heksagonale D5₁-korundumstruktuur (R3c, nommer 167).
2. β-Fe₂O₃. Dit het die kubiese bixbyïet-struktuur het (D5₃; Ia3; nommer 206; a=940,39(1) pm))
3. γ-Fe₂O₃ (D5₇ P4₃32 nommer 212 of P4₁32 nommer 213 a=840,0pm
4. ε-Fe₂O₃ het 'n ortorombiese struktuur. (Pna2₁ nommer 33)
5. ζ-Fe₂O₃ het 'n monokliniese struktuur (I2/a nommer 15).

α-Fe₂O₃

Dit is die bekendste vorm en kom in die natuur as die mineraal hematiet voor. Dit is 'n antiferromagneet onder 260K wat bo hierdie temeperatuur swak ferromagneties word. Dit het 'n Curietemperatuur van 956K.

β-Fe₂O₃

Dit is 'n taamlik rare vorm. Dit is 'n metastabiele fase wat teen 500°C transformeer in die alfafase en dit is 'n antiferromagneet met 'n Néeltemperatuur van 119K.

γ-Fe₂O₃

Hierdie vorm is bekend as die mineraal maghemiet. Hierdie fase is 'n ferrimagneet. Sy Curietemperatuur is dalk ~645°C, maar die fase is metastabiel begin bo 510°C om na die stabiele alfafase om te skakel.

ε-Fe₂O₃

Dit is metastabiel by kamertemperatuur en -druk, maar dit is die hoëtemperatuurfase van γ-Fe₂O₃ bo 700° C, wat stabiel is tot bo 1100°C , moontlik tot 1400°C. By drukke bo 27 GPa stort die volume ineen wat dui op 'n oorgang van eerste orde na 'n struktuur met oktaëdriese pleks van tetraëdriese omringing. Die epsilonfase skyn deur klein afmetings van kristalliete gestabiliseer te word en dit kom in plante voor. Daar is 'n mineraal luogufengiet wat aluminium bevat en isomorfies is.

ζ-Fe₂O₃

Hierdie fase is taamlik nuut en opgemerk in hoëdrukeksperimente.

 

Yster(III)oksied kan op verskeie maniere tot ystermetaal gereduseer word. Een is met koolstofmonoksied:

${\displaystyle Fe_{2}O_{3}(s)+3CO(g)\rightarrow 3CO_{2}(g)+2Fe(s)}$ 

'n Ander is met koolstof self (steenkool)

${\displaystyle 2Fe_{2}O_{3}(s)+3C(s)\rightarrow 3CO_{2}+4Fe}$ 

Hierdie reaksies stel nogtans baie koolstofdioksied vry wat 'n bydrae tot klimaatverandering verteenwoordig. Yster en sy legerings (staal) kan egter ook met waterstof gereduseer word.

${\displaystyle Fe_{2}O_{3}+3H_{2}(g)\rightarrow 3H_{2}O(g)+2Fe(s)}$ 

Indien die gebruikte waterstof uit hernubare energie verkry word, sal dit geen klimaatprobleme meer veroorsaak nie.

'n Ander bekende reduksiereaksie word die termietreaksie genoem. Die reduseermiddel is aluminiumpoeier

${\displaystyle Fe_{2}O_{3}+2Al\rightarrow 2Fe+Al_{2}O_{3}}$ 

Hierdie reaksie kan temperature van 2 500° tot 3 000° C bereik en word soms vir termietsweiswerk gebruik.

Yster(III)oksied is onoplosbaar in water, maar sterk sure soos soutsuur of perchloorsuur kan gebruik word om dit op te los. Omdat ysteroksiede en hidroksiede dikwels as onsuiwerheid in klei of ander silikaatminerale voorkom, is dit ook 'n tegniese probleem. Reduksie van Fe(III) na Fe(II) maak dit beter oplosbaar. Soms word organiese sure soos oksaalsuur gebruik omdat dit ook yster komplekseer en hiermee yster as yster(II)oksalaat uitgeloog kan word.