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Eisen(III)-oxid

Eisen(III)-oxid ist eine Verbindung, die natürlich in den Mineralien Hämatit und Maghemit vorkommt. Es kommt auch in roten Erden vor und ist im Handel als rostrotes Pulver erhältlich. Eisen(III)-oxid ist thermochrom, das heißt, es ändert seine Farbe, wenn es erhitzt wird. Das Pulver färbt sich dunkelbraun, wenn es in einem Reagenzglas erhitzt wird, kehrt aber in die rostrote Farbe beim Abkühlen zurück. Bei stärkerer Erhitzung auf über 1200 °C verwandelt sich Eisen(III)-oxid unter Sauerstoffabgabe in schwarzes Eisen(II,III)-oxid.

Eisen(III)-oxid wird auf vielfältige Weise verwendet, unter anderem als Pigment in Farben und Beschichtungen und als Katalysator bei der Herstellung von synthetischem Gummi. Eisen(III)-oxid wird auch in der Keramik und Glasherstellung sowie als Farbstoff für Kunststoffe verwendet.

Weitere Eigenschaften von Eisen(III)-oxid

- Eisen(III)-oxid ist in Wasser nicht löslich.

- Eisen(III)-oxid ist sehr leicht und witterungsbeständig.

- Eisen(III)-oxid ist beständig gegen Salzsäure

 

Eisen(III)-oxid reagiert mit unedlen Metallen wie Aluminium oder Magnesium in einer heftigen Reaktion zu elementarem Eisen. Ein Beispiel hierfür ist die exotherme Thermit-Reaktion. Eisen(III)-oxid reagiert auch mit Wasserstoff und bildet elementares Eisen und Wasser .

Herstellung von Eisen(III)-oxid

Eisen(III)-oxid wird durch Mahlen von rotem Eisenerz und einen anschließenden Reinigungsprozess hergestellt. Es wird auch durch Glühen von Eisennitrat oder Eisensulfat und durch Rösten von Pyrit gewonnen.

Die wichtigsten Herstellungswege von Eisen(III)-oxid sind:

  • Die thermische Zersetzung von Eisen(II)-carbonat oder -hydroxid, wobei schwarzes Fe_3O_4 entsteht
  • Die Reduktion von Hämatit (Fe_2O_3), bei der rotes Fe_2O_3 entsteht. Dies kann mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Erdgas oder Kohle durchgeführt werden
  • Die Oxidation von elementarem Eisen an der Luft, bei der man schwarz Fe_3O_4
  • Eisen(III)-oxid kann auch durch die Zersetzung von Eisen(III)-chlorid mit Wasser oder durch die Hydrolyse von Eisen(III)-sulfat hergestellt werden.

Verwendungen von Eisen(III)-oxid

Eisen(III)-oxid wird auf vielfältige Weise verwendet, unter anderem als Pigment in Farben und Beschichtungen, als Katalysator bei der Herstellung von synthetischem Gummi und als Farbstoff für Kunststoffe. Eisen(III)-oxid wird auch bei der Herstellung von Keramik und Glas verwendet.

Pigment

Eine der bekanntesten Verwendungen von Eisen(III)-oxid ist die Verwendung als Pigment. Wenn es als Pigment verwendet wird, erzeugt Eisen(III)-oxid eine rote Farbe. Eisen(III)-oxid wird in Farben, Beschichtungen und Kunststoffen verwendet, um eine Vielzahl von Farben wie Rot, Orange, Gelb und Braun zu erzeugen.

Katalysator

Eisen(III)-oxid wird auch als Katalysator bei der Herstellung von synthetischem Gummi verwendet. Ein Katalysator ist eine Substanz, die eine chemische Reaktion beschleunigt oder verlangsamt, ohne von der Reaktion verbraucht zu werden. Eisen(III)-oxid trägt dazu bei, die Produktion von synthetischem Kautschuk zu beschleunigen, indem es hilft, flüssigen Latex in festen Kautschuk umzuwandeln.

Farbstoff

Bei der Verwendung als Farbstoff erzeugt Eisen(III)-oxid eine schwarze Farbe. Eisen(III)-oxid wird flüssigem Kunststoff zugesetzt, um eine schwarze Farbe zu erzeugen.

Keramiken und Glas

Eisen(III)-oxid wird auch bei der Herstellung von Keramik und Glas verwendet. Keramik wird durch Brennen eines Tonkörpers bei hoher Temperatur hergestellt. Glas wird durch das Schmelzen von Quarzsand mit Soda und Kalkstein hergestellt. Eisen(III)-oxid wird der Tonmasse oder der Glasschmelze zugesetzt, um eine breite Palette von Farben zu erzeugen.

Magnetismus

Eisen(III)-oxid wird auch wegen seines Magnetismus verwendet. Wenn Eisen(III)-oxid zu Tonbändern hinzugefügt wird, hilft es dem Band, ein magnetisches Signal zu halten. Dadurch kann das Band abgespielt werden, ohne dass das Signal verloren geht.

Eisen(III)-oxid in Biogasanlagen

Eisen(III)-oxid kann auch in Biogasanlagen vorkommen. Biogas wird durch die Zersetzung von organischen Stoffen wie Lebensmittelabfällen oder Tiermist erzeugt. Bei diesem Prozess entsteht Methan, das dann zur Stromerzeugung genutzt wird. Eisen(III)-oxid hilft dabei, Verunreinigungen aus dem Methan zu entfernen, wodurch es sauberer und effizienter wird.

Geschiche

Natürliche Eisenoxide und -hydroxide werden seit Jahrhunderten als Pigmente verwendet. In der Eisenzeit ab 1500 v. Chr. waren Eisenerze von großer Bedeutung, da aus ihnen das Metall Eisen gewonnen werden konnte. In der Antike wurden die roten Erden hauptsächlich für die Herstellung von Keramik verwendet. Noch heute zeugen die typischen Rot- und Gelbtöne, mit denen die Häuser in Dörfern und Städten im Mittelmeerraum gestrichen werden, von ihrer Verwendung als Wandfarbe. Die Frauen in Afrika bemalten ihre Gesichter mit rotem Oxid, um sich vor der Sonne zu schützen.

Rotes Oxid wurde im alten Rom auch als Kosmetikum verwendet. Im Mittelalter wurde Eisenoxid verwendet, um schwarze Farbe für Künstler herzustellen. Gelber Ocker, eine Mischung aus Eisenoxid und Ton, wurde zur Herstellung von Blattgold verwendet. Auch heute noch wird Eisenoxid in vielen Industriezweigen verwendet, z. B. in Kosmetika, Farben und Farbstoffen. Es wird auch bei der Herstellung von Glas und Keramik verwendet. Eisenoxid ist ein wichtiger Bestandteil von Sonnenschutzmitteln, da es hilft, ultraviolettes Licht zu absorbieren. Es wird auch bei einigen Arten des Schweißens verwendet, um die Schweißnaht vor Oxidation zu schützen.

Vorkommen von Eisen in der Natur

Eisen ist ein metallisches Element, das in der Erdkruste vorkommt. Es ist das häufigste Element in der Erdkruste und macht etwa 5% der Erdkruste aus. Es kommt normalerweise als Oxid oder Hydroxid vor. Eisen ist in der Natur nur selten in seiner elementaren Form zu finden, da es in Gegenwart von Sauerstoff schnell korrodiert.

Eisen(III)-oxid ist eines der wenigen Mineralien, die auf der Erde natürlich vorkommen. Man findet es in Eisenerzvorkommen und Meteoriten. Eisen(III)-oxid ist auch ein Produkt der Oxidation von Eisen in der Atmosphäre.

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