铁锈的主要成分

铁锈的主要成分,第1张

铁锈的主要成分介绍如下:

铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁化学式为Fe2O3,溶于盐酸,外观为有金属光泽的红棕色粉末。

氧化铁,是一种无机化合物,化学式为Fe2O3,为红棕色粉末,不溶于水,主要用作无机颜料,用于油漆、橡胶、塑料、建筑等的着色,也可用作磁性材料、食用红色素、分析试剂、催化剂和抛光剂等。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,氧化铁在3类致癌物清单中。

磁性材料

磁性氧化铁粒子由于其特殊的超顺磁性,在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景。

录像磁带一般使用针状铁或氧化铁磁性超微粒,而纳米氧化铁是新型磁记录材料。软磁铁氧体在无线电通讯、广播电视、自动控制、宇宙航行、雷达导航、测量仪表、计算机、印刷、家用电器以及生物医学领域均得到了广泛应用。

颜料领域

氧化铁作为颜料广泛用于高档汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料,是较好的环保涂料,全世界氧化铁系颜料的年用量超过100万t,仅次于钛白,居无机颜料的第二位。用氧化铁作为颜料,既保持了一般无机颜料良好的耐热性、耐候性和吸收紫外线等优点,

又能很好地分散在油性载体中,用它调制的涂料或油墨具有令人满意的透明度。利用具有半导体特性的氧化铁等做成涂料,由于具有较高的导电特性,能起到静电屏蔽作用。

氧化铁是玻璃生产中常用的着色剂。氧化铁着色的玻璃既能吸收紫外线又吸收红外线,因而广泛用于制造吸热玻璃、太阳镜玻璃、工业防护眼镜玻璃以及军用防红外涂料。同时具有价格低廉,吸收热线以及紫外线的功能。

此外,国外也大量使用氧化铁颜料作木材涂装的着色剂及保护剂。使用透明氧化铁颜料代替传统颜料可保留木材清晰的木纹,而本身很高的耐光性又使家具颜色经久不变。阳光中的紫外线能使木材的木质素分解而破坏细胞结构,导致木材老化,而纳米氧化铁颜料由于颗粒细小、分布均匀,不会散射光线,且吸收紫外线辐射,因而可起到保护木材的作用。

铁生锈是铁潮湿的空气中作用的结果,铁锈的成分是Fe2O3·XH2O

其化学反应方程式

:4Fe + 3O2 + xH2O= 2Fe2O3·xH2O

但是在初中阶段我们一般认为铁锈就是Fe2O3,是由于铁缓慢氧化所得:

4Fe+3O2=2Fe2O3。

所以不论是Fe2O3,还是Fe2O3·XH2O 都是正确的。

铁锈主要是氧化铁成分。根据查询相关信息显示,铁在空气中与水和氧气作用时,会产生一种化学反应,生成氧化铁,即Fe2O3(铁三氧化物)或FeO(OH)·nH2O(铁氢氧化物)。这些氧化铁物质会附着在铁表面形成铁锈。

铁锈主要由三氧化二铁水合物FeO ·nHO和氢氧化铁(FeO(OH),Fe(OH))组成。

铁锈为铁氧化物的统称,通常为红色,由铁和氧气境下进行氧化还原反应而生成。不同情况下会生成不同形式的铁锈。

其他金属亦会被氧化,但是通常不称为“锈”。足够的时间后,在氧气和水充足的情况下,铁会完全氧化成锈。铝的氧化非常缓慢,因为氧气在铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜,此反应称为钝化。

防锈措施

锈没有致密的组织。水和氧气会穿透锈,继续使内部的铁生锈。若要防锈,就需要有可以防止生锈的致密表层。不锈钢的表面是一层不容易反应的三氧化二铬。若使用镁、钛、锌、铝,也会产生类似不易反应的致密氧化物表层。

镀锌是一种常见的防锈处理方式,在要保护的物品上,利用电镀或热浸镀锌的方式镀上一层锌。

使用锌的原因很多,包括其价格便宜、和铁的附着性好,而且当锌和铁接触时,锌和铁会形成一个电池,由于锌活性较强,锌是电池的阳极,会被氧化,借此可保护电池阴极的铁不被氧化(即阴极保护)。

若在腐蚀性更强的环境中(例如盐水中),会用镉来代替锌。若在接合口,接头或孔穴附近,镀层会因外力或加工而受到破坏,无法完整的包覆待保护物,此时镀层就只能靠阳极保护的方式来发挥保护作用了。

有些先进的镀层,锌之外还会加入铝,铝会移转到镀层被破坏的部分,铝和氧化锌均可保护铁,效果更好。

铁锈是一种混合物,不是单纯的一种氧化物,其主要物质是Fe2O3·xH2O,FeO,Fe(OH)3·nH2O

也有部分四氧化三铁,Fe3O4产生的条件较为苛刻,要在纯氧中燃烧,,三价铁比较稳定,二价铁不稳定,不容易形成。二价铁离子是绿色

三价铁是红褐色的,四氧化三铁是黑色的,因为Fe3O4是FeO·Fe2O3混合的,至于什么时候产生何种物质,这个比较复杂,你参照这里看看吧

普通钢铁制品在潮湿的空气中,渐渐变色,并在表面生成一种红褐色的物质,这种现象叫做钢铁的生锈。其实质是铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用,生成铁的多种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂,通常简略用Fe2O3·xH2O表示。所以铁锈可以说是混合物。

普通钢铁制品中一般含有碳等杂质,在水蒸气等作用下在表面形成电解质溶液组成原电池,其中铁是负极,加速了铁的腐蚀。一般(pH>45)发生的是吸氧腐蚀:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,但实际上暴露在空气中Fe(OH)2边生成边被氧化,所以生成的是Fe(OH)3:4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3。Fe(OH)3在空气中进一步部分脱水形成疏松的Fe2O3·xH2O(x取值是任意正实数,一般不会超过1),这就是铁锈的主要成分。

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