Eisen(II,III)-oxid

Kristallstruktur
Allgemeines
Name	Eisen(II,III)-oxid
Andere Namen	Trieisentetraoxid Magnetit (Mineral)
Verhältnisformel	Fe3O4
CAS-Nummer	1309-38-2
Kurzbeschreibung	tiefschwarzes, ferromagnetisches Pulver[1]
Eigenschaften
Molare Masse	231,54 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,2 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	1538 °C[2]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze [2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Eisen(II,III)-oxid ist ein Oxid des Eisens, das sowohl zwei- wie dreiwertiges Eisen enthält. Es hat die chemische Formel FeO · Fe₂O₃ bzw. Fe₃O₄ und wird deshalb auch als Trieisentetraoxid bezeichnet. In der Natur findet es sich als Magnetit. Der Schmelzpunkt liegt bei 1538 °C.

Darstellung

Hammerschlag auf einem Amboß

Aus Eisen und Sauerstoff bei sehr hohen Temperaturen:

$ \mathrm {3\ Fe+2\ O_{2}\longrightarrow Fe_{3}O_{4}} $

Aus Eisen und Wasserdampf bei Temperaturen unterhalb 560 °C

$ \mathrm {3\ Fe+4\ H_{2}O\longrightarrow Fe_{3}O_{4}+4\ H_{2}} $

Aus Eisen(III)-oxid bei Temperaturen oberhalb 1200 °C

$ \mathrm {6\ Fe_{2}O_{3}\longrightarrow 4\ Fe_{3}O_{4}+O_{2}} $

Als Eisenhammerschlag oder Zunder bezeichnete man früher die beim Schmieden von glühendem Eisen abspringenden Eisenteilchen, die an der Luft sofort zu Fe₃O₄ oxidierten.

Sinter ist eine weitere Bezeichnung für die Eisenoxide, die beim Strangguß bei der Herstellung von Stahlbrammen anfallen. Bei diesem Verfahren wird der flüssige heiße Stahl von Temperaturen › 1536 °C auf weniger als 200 °C mit Spritzwasser abgekühlt. Durch den Kontakt des heißen Stahls mit Wasser bilden sich auf der Oberfläche der Brammen Eisenoxide, die neben Eisen(III)-oxid einen hohen Anteil an Magnetit enthalten.

Eigenschaften

Schwarze, temperaturbeständige, ferrimagnetische Substanz mit Spinellstruktur. Unlöslich in Wasser, Säuren und Laugen, löslich jedoch in Flusssäure.

Verwendung

Als Pigment Eisenoxid-Schwarz für temperaturbeständige, schwarze Einfärbungen. Als magnetisches Pigment (Magnetpigment) für Ton- und Videobänder.

Eine der wichtigsten Anwendungen ist die als preiswerter Katalysator mit hoher Lebensdauer im Haber-Bosch-Verfahren zur Synthese von Ammoniak. Magnetit dient weiterhin als Katalysatorkomponente bei der Dehydrierung von Ethylbenzen zu Styrol.

Einzelnachweise

Literatur

• Holleman-Wiberg, Lehrbuch der anorganischen Chemie (2007)