Получение оксида железа 3 из медного купороса.

В этой статье я расскажу вам о том, как получить оксид железа 3 (Fe2O3)  — довольно нужный и полезный реактив. На самом деле этот реактив можно купить в магазине химреактивов за копейки, но если у вас в городе нет химмага, или за оксид железа ломят непомерную цену, то эта статья именно для вас.  В природе оксид железа связывается с молекулой воды, образуя метагидроксид железа FeO(OH). Сам по себе метагидроксид железа  — это не что иное, как основной компонент ржавчины и железной руды (лимонит или бурый железняк).

dscn2161

Итак, приступим к получению оксида железа 3. Если у вас уже есть есть железный купорос или сульфат железа 2 (FeSO4), то можете пропустить первые 2 пункта.

1) Сначала сделайте насыщенный раствор сульфата меди, растворимость медного купороса в воде: 3,60 г/см³ при темп. 20 градусов Цельсия. Я лично брал примерно 100 грамм купороса и растворял его в пол литре воды. После того, как приготовлен раствор сульфата меди, необходимо добавить туда железных гвоздей или каких-нибудь железных изделий. Чем больше железа вы добавите в медный купорос, тем быстрее будет идти реакция замещения меди на железо: CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

dsc00248

Спустя какое-то время на дне сосуда будет образовываться осадок из частичек меди. Так всю эту смесь необходимо оставить примерно на сутки для полного завершения реакции.

dsc00250

На фото раствор, спустя сутки. После завершения реакции замещения, цвет раствора изменился с синего на голубовато-зеленый. Интенсивность окраски раствора зависит от изначальной концентрации медного купороса. Теперь надо просто слить раствор железно купороса, а медь можно промыть водой и высушить, чтобы оставить для других опытов.

2) После того, как мы получили раствор сульфата железа 2, нужно окислить железо двухвалентное до железа трехвалентного, со степенью окисления +3. Для этого есть несколько способов, однако результатом каждого из них будет метагидроксид железа FeO(OH).

А. Способ первый, по-моему самый дешевый и удобный, я пользовался именно этим методом. Для начала необходимо вылить сульфат железа в какую-нибудь емкость, где будет происходить окисление. Далее приливаем к нему раствор гидроксида натрия, при этом образуется черный осадок гидроксида железа 2 Fe(OH)2. Реакция следующая: FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2.

dh

После этого, перемешиваем смесь, чтобы гидроксид железа равномерно распределился в растворе. Далее добавляем в полученную смесь хлорного отбеливателя. Хлорный отбеливатель это не что иное, как раствор гипохлорита натрия NaClO.

mts_snapshot_01.19_2012.06.30_15.45.23

Гипохлорит натрия является сильным окислителем и окисляет гидроксид железа 2 до гидроксида железа 3 Fe(OH)3. Гидроксид железа гидролизуется в воде и образует осадок метагидроксида железа — нужное нам вещество.

mts_snapshot_02.40_2012.06.30_15.47.18

Следует добавлять отбеливатель небольшими порциями, каждый раз перемешивая смесь. Однако, не стоит им увлекаться,  если добавить избыток гипохлорита натрия, то может образоваться растворимый феррат натрия Na2FeO4. В конце концов должна получиться коричневая смесь осадка метагидроксида железа и раствора.

В. Второй способ: Добавьте соды  к раствору железного купороса, при этом смесь начнет немного пениться с образованием карбоната железа 2. Реакция: FeSO4 + 2NaHCO3 = Na2SO4 + FeCO3 + CO2 + H2O. Далее к осадку карбоната железа надо добавить раствора пероксида водорода, если такого нет, можно добавить измельченные таблетки гидроперита. Реакция: 2FeCO3 + 3H2O2 = 2FeO(OH) + CO2 + 2O2 + 2H2O. Этот способ неудобен тем, что при добавлении перекиси смесь начинает очень сильно пениться, при этом пена оседает слабо, и смесь все время норовит выскочить из сосуда.

Если у вас есть хлорное железо, то просто прилейте к нему раствор гидроксида натрия, сразу образуется метагидроксид железа.

3) После того, как мы получили метагидроксид железа, его нужно промыть от остатков не прореагировавших соединений, растворимых в воде. Для этого лучше всего заполнить сосуд с осадком метагидроксида железа чистой водой, затем подождать, пока смесь отстоится, и далее, слить образовавшийся раствор. Так можно проделать несколько раз.

Далее промытый метагидроксид железа нужно отфильтровать. Фильтровать можно через фильтры для кофе или фильтровальную бумагу. Лично я делал немного иначе, я просто отстаивал его до тех пор, пока слой воды сверху не стал минимальным. Этот способ проще, чем фильтрация, но занимает больше времени. Сначала я разлил метагидроксид железа по 2-м бутылкам.

dsc00258

Потом, когда большая часть смеси отстоялась, я слил раствор сверху и перелил осадок из двух бутылок в одну.

dsc00259

Содержимое бутылки — осадок метагидроксида железа и вода.

dsc00261

Цвет метагидроксида железа.

5) После того, как ы получили метагидроксид железа и промыли, его теперь нужно прокалить при температуре 200 градусов для того, чтобы получить оксид железа 3. При прокаливании, метагидроксид железа разлагается на воду и оксид железа 3. Реакция: 2FeO(OH) = Fe2O3 + H2O. Далее я расскажу вам о том, как я прокаливал свой отстоявшийся осадок метагидроксида железа на мангале. Кому лень читать, перескакивайте на следующий пункт.

6) Я решил выпаривать и прокаливать свой метагидроксид железа на даче, чтобы ничего не загадить своими опытами) Разжег огонь в мангале и поставил туда железную плошку со своим мет-м. железа.

dsc_0210

Оказалось, что в таком положении огонь горит слабо из-за недостатка кислорода, я решил сделать все как положено.

dsc_0221

В результате я соорудил вот такой агрегат, на этот раз огонь неплохо нагревал железную плошку, и было удобно подкладывать дрова. После этого я начал выпаривание.

dsc_0212

С течением времени все больше воды испарялось и жидкость начала густеть. Спустя какое-то время содержимое плошки было похоже на мокрую грязь.

dsc_0214

Пока там выпаривался метагидроксидоксид железа, я нашел на огороде нечто вкусное)

dsc_0219

Спустя час выпаривания мой метагидроксидоксид железа выглядел вот так:

dsc_0220

Спустя час вся вода выкипела, и началось прокаливание с образованием оксида железа 3. Кстати, оказалось, что при прокаливании на костре, образуется также карбонат железа 3 из-за того, что углекислый газ, образующийся при сгорании дерева, вступает в реакцию с метагидроксидом железа.

dsc_0223

Ну вот, спустя примерно полтора часа выпаривания и прокаливания, я получил вот такое количество оксида железа 3. Часть оксида слиплась в такие твердые комочки при выпаривании.

7) После того, как вы получили оксид железа 3 из метагидроксида железа, его необходимо измельчить. Лично я измельчал в ступке. Небольшой совет: чтобы не испачкать ступку какими-нибудь темныи пигментами, коим и является оксид железа 3, необходимо заранее измельчить в ступке небольшое количество хлорид натрия. Это первое измельчение забьет поры в ступке, после чего ее будет гораздо проще отмыть.

dscn2160

В итоге после измельчения я получил примерно 70 грамм оксида железа 3. Его теперь лучше положить в какую-нибудь герметичную емкость на хранение.

dscn2163

© Toplivo2.ru Copyright

Получение оксида железа 3 из медного купороса.: 5 комментариев

  1. Вот я слышал про способ. Кальцинированная сода и сульфат железа 1/2 по массе, перемешать, дождаться красного цвета, измельчить, это называют оксидом железа 3. Но термит из этого никак не хочет поджигаться, может, это не оксид железа нисколько?

  2. Достаточно дорогой и не очень быстрый способ из сульфата меди тем более если надо значительное количества оксида железа три. По моему дешевле получать сульфат железа растворять железо в кислоте которую можно купить в авто магазине. По моему самый дешевый способ электролизом разлагать железа в слабом растворе гидроксида натрия тем более как показывает практика образуется как трёх валентный гидроксид так и двух валентный наверное иза того что на электроде выделяется атомарный кислород. Далие белизна вам в помощь чтоб окончательно окислить. Быстрый и не очень дорогой способ растворение красной глины в серной кислоте тем более если глина на халяву а потом садить гидра оксидом или карбонатом натрия подняв уровень pH. Вот немного полезной информации про железо может пригодится
    FeO (Вюстит) Чёрный
    Fe3O4 Чёрные кристалы
    Fe2O3 Красновато коричневый (Гематит)

    Fe(OH)3 Красно коричневый
    Fe(OH)2 Бледн зелёный
    FeO(OH) Коричневый
    Реакция ржавения 4Fe + 3O2 + 6H2 O ® 4Fe(OH)3
    можно и её использовать но долгий процес нужны мелкие металлические стружки для ускорения залить соленым раствором на половину ежедневно перемешивать.
    Вот кой какие полезные реакции на эту тему
    Fe(OH)2 150-200C -> FeO + H2O
    2Fe(OH)3 500C -> Fe2O3 + 3H2O
    6FeO+O2 300-500C -> 2Fe3O4
    3Fe+O2 150-600C-> Fe3O4
    4Fe3O4+O2 450-600C -> 6Fe2O3

  3. ребят у меня что то не вышел цвет нужный получилось серого цвета в чем причина? я кагбы рассчитал мол массу по таблице и по этим результатам рассчитал массу получилось на 500г сульф.железа гдето 180 гидроксида натрия) -для Fe(OH)2 \ думал что из воды образуется гидроксильная группа теперь думаю иначе надо было еще гидроксида н.

Добавить комментарий