Оксид железа(III)

В ромбоэдральной альфа-фазе оксид железа является антиферромагнетиком ниже температуры 260 К; от этой температуры и до 960 K α-Fe₂O₃ — слабый ферромагнетик^[2]. Кубическая метастабильная гамма-фаза γ-Fe₂O₃ (в природе встречается как минерал маггемит) является ферримагнетиком.

Оксид железа(III) — амфотерный оксид красно-коричневого цвета с большим преобладанием осно́вных свойств. Термически устойчив до температур выше температуры испарения (1987 °C). Образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели.

В природе встречается как широко распространённый минерал гематит, примеси которого обусловливают красноватую окраску латерита, краснозёмов, а также поверхности Марса; другая кристаллическая модификация встречается как минерал маггемит.

1. Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+6HCl\longrightarrow 2FeCl_{3}+3H_{2}O}}.}$

2. Взаимодействие с карбонатом натрия:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow 2NaFeO_{2}+CO_{2}\uparrow }}}$

3. Взаимодействие с гидроксидом натрия при сплавлении:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+2NaOH\longrightarrow 2NaFeO_{2}+H_{2}O}}}$

4. Восстановление до железа водородом:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3H_{2}{\xrightarrow {1000^{\circ }C}}2Fe+3H_{2}O}}}$

Термическое разложение соединений солей железа(III) на воздухе:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4Fe(NO_{3})_{3}\cdot 9H_{2}O\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+12NO_{2}\uparrow +3O_{2}+36H_{2}O}}}$

Обезвоживание метагидроксида железа прокаливанием:

${\displaystyle {\mathsf {2FeO(OH)\rightarrow Fe_{2}O_{3}+H_{2}O}}}$

В природе — оксидные руды железа гематит Fe₂O₃ и лимонит Fe₂O₃·nH₂O

Применяется при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок^[3], при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах (ферримагнитный γ-Fe₂O₃), как полирующее средство (красный крокус) для стали и стекла.

В пищевой промышленности используется в качестве пищевого красителя (E172).

В ракетомоделировании применяется для получения катализированного карамельного топлива, которое имеет скорость горения на 80 % выше, чем обычное топливо.

Является основным компонентом железного сурика (колькотара).

В нефтехимической промышленности используется в качестве основного компонента катализатора дегидрирования при синтезе диеновых мономеров^[4].