Eisen(II,III)-oxid

Kristallstruktur
_ Fe3+ 0 _ Fe2+0 _ O2−
Allgemeines
Name	Eisen(II,III)-oxid
Andere Namen	Trieisentetraoxid Magnetit (Mineral) Hammerschlag E 172[1]
Verhältnisformel	Fe3O4
Kurzbeschreibung	tiefschwarzes, ferrimagnetisches Pulver[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1317-61-9 (Trieisentetraoxid) 1309-38-2 (Magnetit) EG-Nummer 215-277-5 ECHA-InfoCard 100.013.889 PubChem 16211978 Wikidata Q411235
Eigenschaften
Molare Masse	231,54 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,2 g·cm−3[3]
Schmelzpunkt	1538 °C[3]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze [3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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:

${\displaystyle \mathrm {3\ Fe+2\ O_{2}\longrightarrow Fe_{3}O_{4}} }$

Aus Eisen und Wasserdampf bei Temperaturen unterhalb 560 °C

${\displaystyle \mathrm {3\ Fe+4\ H_{2}O\longrightarrow Fe_{3}O_{4}+4\ H_{2}} }$

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

${\displaystyle \mathrm {6\ Fe_{2}O_{3}\longrightarrow 4\ Fe_{3}O_{4}+O_{2}} }$

Aus Eisen(III)-oxid durch Reduktion mit Wasserstoff^[4]

${\displaystyle \mathrm {3\ Fe_{2}O_{3}+H_{2}\longrightarrow 2\ Fe_{3}O_{4}+H_{2}O} }$

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.^[4] 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.

Einzelnachweise

1. ↑ Eintrag zu E 172: Iron oxides and hydroxides in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 20. Februar 2022.
2. ↑ Eintrag zu Eisenoxide. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 15. Juli 2014.
3. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Eisen(II,III)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 21. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ ^{a b} Georg Brauer (Hrsg.) u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S. 1647.

Literatur

• A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1.