Järn(II,III)oxid

Järn(II,III)oxid eller svart järnoxid har den kemiska formeln Fe₃O₄ och är en av flera järnoxider. Den förekommer naturligt i mineralet magnetit.

Järn(II,III)oxid
Systematiskt namn	Järn(II)-dijärn(III)-tetroxid
Övriga namn	Svart järnoxid
Kemisk formel	Fe3O4 eller FeO·Fe2O3
Molmassa	231,533 g/mol
Utseende	Svart pulver
CAS-nummer	1317-61-9
SMILES	[Fe+3].[Fe+3].[Fe+2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2]
Egenskaper
Densitet	5,17 g/cm³
Löslighet (vatten)	Olöslig
Smältpunkt	1538 °C (sönderfaller)
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Egenskaper

Ämnet innehåller både tvåvärt (Fe²⁺) och trevärt (Fe³⁺) järn. Det är ett svart pulver med kubisk struktur. Fe₃O₄ är ferrimagnetiskt upp till sin curietemperatur 585 °C. Vid -153 °C sker en förändring av struktur, konduktivitet och magnetism som kallas Verwey-övergång.

Framställning

Järn(II,III)oxid kan framställas genom att järn(III)oxid bryts ner vid temperaturer på 1200 – 1500 °C.

${\displaystyle {\rm {6\ Fe_{2}O_{3}\rightarrow 4\ Fe_{3}O_{4}+O_{2}}}}$

Det kan också framställas genom att oxidera järn i vattenånga vid temperaturer under 560 °C (Jämför järn(II)oxid).

${\displaystyle {\rm {3\ Fe+4\ H_{2}O\rightarrow Fe_{3}O_{4}+4\ H_{2}}}}$

Ett tredje sätt är att direkt oxidera järn med syrgas vid mycket hög temperatur (> 1500 °C).

${\displaystyle {\rm {3\ Fe+2\ O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}$

Överskottet på syre minimerar mängden FeO och temperaturen gör att den Fe₂O₃ som bildas sönderfaller till Fe₃O₄.

Användning

Som andra järnoxider i mineralform går den absolut största mängden åt att producera järn och stål. Detta görs genom reduktion med kolmonoxid i en masugn.

${\displaystyle {\rm {Fe_{3}O_{4}+4\ CO\rightarrow 3\ Fe+4\ CO_{2}}}}$

Syntetiskt framställd Fe₃O₄ används som svart pigment och som katalysator i Haber-Boschprocessen.

Se även

• Järn(II)oxid
• Järn(III)oxid
• Järnoxid
• Rost