SẮT OXIT - Sắt oxit hợp chất vô có công thức Fe2O3 Được tìm thấy khoáng sản magnetit hematit (Hematit đỏ chứa sắt oxit khan, hematit nâu chứa sắt oxit ngậm n nước) Cấu tạo: Thuộc kiểu mạng tinh thể rhombohedral Các trạng thái khác sắt oxit: - - Trạng thái α: trạng thái phổ biến nhất, tìm thấy quặng hematit.Ở nhiệt độ 260K chất phản sắt từ,ở nhiệt độ gi ữa 260K 950K chất từ yếu Trạng thái β: Tinh thể dạng cubic mặt trung tâm,bền chắc,ở nhiệt độ 500 độ C chuyển hóa dạng α.Xuất quặng hematite Trạng thái γ: Tinh thể dạng cubic,bền,chuyển hóa dạng α nhiệt độ cao.Xuất quặng Magnetit TÍNH CHẤT VẬT LÍ: - Là chất rắn màu nâu đỏ,nâu cháy đen đỏ calcotone, không mùi Khối lượng phân tử: 159,69g/mol Tỉ trọng: 5,242g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy : 1566 độ C (1838K) Hệ số giản nỡ nhiệt: 12,5.10-6 / độ C Không tan nước Entapy: -825,5 KJ/mol TÍNH CHẤT HÓA HỌC: - - Tan mạnh môi trường axit HCl H2SO4: + Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O + Fe2O3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 +3 H2O Tác dụng với chất khử mạnh: 4000C +3Fe2O3 +CO  Fe3O4 +CO2 500-6000C + Fe3O4 + CO  3FeO +CO2 700-8000C + FeO + CO  Fe +CO2 to cao + Fe2O3 + 2Al  2Fe + Al2O3ĐIỀU CHẾ: Trong phòng thí nghiệm: Người ta sử dụng phương pháp điện phân dung dịch NaHCO3 với cực dương sắt điện cực trơ - + Fe + O2 + H2O → FeO (OH) + FeO (OH) → Fe2O3 + H2O Một số cách điều chế khác: +Nhiệt phân sắt hidroxit nhiệt độ 2000C 2Fe(OH)3 → Fe2O3 +3H2O + Cho sắt tác dụng với oxy nhiệt độ cao: Fe + 3O2 → 2Fe2O3 ỨNG DỤNG: 1/ Công nghiệp sắt thép: - Là nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp sắt thép, hợp kim: + Thép niken-crom: cứng dùng làm vỏ xe bọc thép + Thép không gỉ: làm dụng cụ y tế,nhà bếp +Thép W-Mo-Cr cứng dù nhiệt độ cao: dùng làm l ưỡi dao cắt gọt kim loại, +Hỗn hợp tecmit Al-Fe 2O3: hỗn hợp tạo nhiệt độ cao phản ứng (khoảng 3500 độ C), dùng để hàn mối nối đường ray xe lửa, bánh xe điện,… 2/ Kim hoàn: - - Sắt oxit biết đến loại bột dùng để đánh bóng trang sức ống kính, tẩm vào vải vào rắn ( có thêm sáp mỡ để kết dính) đánh bóng lên bề mặt kim loại vàng bạc.Trong lịch sử, sắt oxit dùng để làm mỹ phẩm như: phấn hồng, son môi 3/ Mài: Sắt oxit chất sử dụng nhằm hỗ trợ gia công mài, giúp lưỡi dao cạo trở nên sắt bén 4/ Màu: - Sắt oxit sử dụng thuốc nhuộm, biết đến tên : Brown 6, Brown 7, đỏ calcotone, đỏ 101,…Được FDA ( Food and Drug Administration) cho phép sử dụng mỹ phẩm 5/ Ứng dụng y sinh: - Các hạt sắt oxit nano không độc hại,là chất hoạt động bề mặt, thuận từ sử dụng rộng rãi y khoa Các hạt nano dùng chất phản quang chụp ảnh cộng hưởng từ.Được dùng để đánh dấu mô tế bào ung thư, kiểm soát vận chuy ển dược phẩm thể hiệu ứng từ sau điều trị ung thư phương pháp nhiệt( sau mô ung thư đánh dấu hạt s oxit nano,người ta tiến hành tăng nhiệt độ ứng dụng từ trường AC) Dẫn truyền thuốc Khi vào thể, thuốc chữa bệnh phân bố không tập trung nên tế bào mạnh khỏe bị ảnh hưởng tác dụng phụ thuốc Chính việc dùng hạt từ tính hạt mang thuốc đến vị trí cần thiết thể (thông thường dùng điều trị khối u ung thư) nghiên cứu từ năm 1970,những ứng dụng gọi dẫn truyền thuốc hạt từ tính Hạt nanô từ tính có tính tương hợp sinh học gắn kết với thuốc điều trị Lúc hạt nanô có tác dụng hạt mang Khi hạt vào mạch máu, người ta dùng gradient từ trường mạnh để tập trung hạt vào vị trí thể Quá trình vật lý diễn việc dẫn truyền thuốc tương tự phân tách tế bào Gradient từ trường có tác dụng tập trung hệ thuốc/hạt Hiệu việc dẫn truyền thuốc phụ thuộc vào cường độ từ trường, gradient từ trường, thể tích tính chất từ hạt nanô Các hạt nanô từ tính thường dùng ô-xít sắt (magnetite Fe3O4, maghemite αFe2O3) bao phủ xung quanh hợp chất cao phân tử có tính tương hợp sinh học PVA, detran silica Chất bao phủ có tác dụng chức hóa bề mặt để liên kết với phân tử khác nhóm chức carboxyl, biotin, avidin, carbodiimide,…,việc dẫn truyền thuốc có hiệu nhiều 6/ Bể cá: - Sắt oxit dạng hạt dùng vào bể cá bể san hô.Những hạt đóng vai trò lôi kéo hạt phốt phát nước nhằm kiểm soát phát triển nhiều loại tảo 7/ Men gốm sứ: - - - - Các hợp chất sắt chất tạo màu ngành gốm sứ, màu có th ể phụ thuộc vào môi trường men, nhiệt độ nung,… Trong môi trường nung oxi hóa, nhiệt độ từ 700-9000C, Fe2O3 cho màu men từ hổ phách đến vàng hàm lượng 4%, màu da rám nắng hàm lượng 6% màu nâu cao 6% Màu đỏ oxit sắt biến đổi khoảng rộng khoảng nhiệt độ 10500C Nếu nung thấp có màu cam sáng Nhiệt độ tăng màu chuyển sang đỏ sáng đỏ sậm cuối nâu Trong men canxia, Fe2O3 có khuynh hướng cho màu vàng Trong men kiềm cho màu từ vàng rơm (straw yellow) đến vàng nâu (yellow brown) Men chì nung thấp, men kali natri có màu đỏ thêm Fe2O3 Ngoài chức tạo màu, thêm Fe2O3 vào men giúp giảm rạn men (n ếu hàm lượng sử dụng 2%) + Màu nâu: 20% hỗn hợp (Fe2O3.Cr2O3) + 80% trợ chảy (PbO.0,5SiO2) + Màu đỏ vang: (17-20)% Fe2O3 + (83-80)% trợ chảy (PbO.0,5SiO2) + Màu cam: 18% hỗn hợp (Fe2O3.Al2O3) + 82% trợ chảy (PbO.0,78SiO2.0,24B2O3) 8/ Ứng dụng hạt nanô từ tính tự nhiên Đến năm 1975 người ta phát vi khuẩn có từ tính, chúng đối tượng nghiên cứu nhiều hệ sinh học có từ tính Vi khuẩn từ tính có khả tạo hạt nanô tinh thể có từ tính có kích th ước từ 50 – 100 nm (hình 3) Các hạt nanô nằm bên tế bào thường dính vào màng không bào tạo nên cấu trúc gọi magnetosome Các h ạt nanô từ tính tổng hợp tự nhiên thường magnetite Fe3O4 greigite Fe3S4 Các vi khuẩn có từ tính khuẩn cầu, khuẩn phẩy, khuẩn xoắn Chuỗi hạt nanô từ tính có vai trò la bàn giúp cho vi khuẩn định hướng từ trường trái đất để tìm vùng ưa khí (aerophilic) nằm biên bùn/nước tự nhiên  ... cách điều chế khác: +Nhiệt phân sắt hidroxit nhiệt độ 2000C 2Fe(OH )3 → Fe2O3 +3H2O + Cho sắt tác dụng với oxy nhiệt độ cao: Fe + 3O2 → 2Fe2O3 ỨNG DỤNG: 1/ Công nghiệp sắt thép: - Là nguyên liệu quan... bạc.Trong lịch sử, sắt oxit dùng để làm mỹ phẩm như: phấn hồng, son môi 3/ Mài: Sắt oxit chất sử dụng nhằm hỗ trợ gia công mài, giúp lưỡi dao cạo trở nên sắt bén 4/ Màu: - Sắt oxit sử dụng thuốc... Fe2O3 + 2Al  2Fe + Al2O3ĐIỀU CHẾ: Trong phòng thí nghiệm: Người ta sử dụng phương pháp điện phân dung dịch NaHCO3 với cực dương sắt điện cực trơ - + Fe + O2 + H2O → FeO (OH) + FeO (OH) → Fe2O3