Eisen(II,III)-oxid

Eisen(II,III)-oxid ist ein Oxid des Eisens, das sowohl zwei- als auch 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:

$\mathrm{3}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

Aus Eisen und Wasserdampf bei Temperaturen unterhalb 560 °C

$\mathrm{3}\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

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

$\mathrm{6}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{4}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Aus Eisen(III)-oxid durch Reduktion mit Wasserstoff

$\mathrm{3}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{F}{\mathrm{e}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

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 und beim Warmwalzen von Stahl anfallen. Durch den Kontakt des heißen Stahls mit dem Luftsauerstoff 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.

Literatur

• Vorlage:Holleman-Wiberg