Oxid železitý

Práškový oxid železitý.

Oxid železitý (Fe₂O₃) je amfotérny oxid železa hnedočervenej farby, v prírode sa vyskytuje ako minerál hematit (rombická sústava - najdôležitejšia ruda železa), prípadne maghemit (kubická sústava).

Oxid železitý sa používa ako magnetická vrstva v záznamových médiách (magnetické pásky, diskety, v kozmetike ako červený pigment a v laboratóriu ako surovina (v zmesi s hliníkom) na prípravu čistého železa, prípadne ako prísada do termitu. Reakcia prebieha podľa rovnice:

2 Al + Fe₂O₃ → 2 Fe + Al₂O₃

Je to oxidačno-redukčná reakcia. Železnatý katión sa redukuje na železitý. Oxidačné činidlo je glukóza. Postupujeme pritom takto: Pripravíme 3% roztok zelenéj skalice a to tak, že 5,4 g zelenéj skalice rozpustíme v 175 ml vody. K tomuto roztoku sa prileje 3% roztok dvojnásobku stechiometrického množstva glukózy (19,74 g glukózy + 210 ml vody) a 1,62 g Seignettovej soli. Po zmiešaní oboch roztokov sme pridali stechiometrické množstvo hydroxidu sodného v podobe 20% roztoku (príprava 20% roztoku viz. výpočty), načo roztok získal indigovú zelenú farbu. Tento roztok postavíme na vodnú lázeň . Pozorujeme farebné zmeny. Indigove zelený roztok sa zmenil na tmavo zelený, postupne bledol, získal farbu kaki, neskor oranžovú a nakoniec červenú. Roztok zohrievame až dovtedy, kým sa nevylučuje svetlo červená zrazenina oxidu železitého. Potom roztok dekantujeme a zrazeninu premývame vodou. Získanú hustú suspenziu som odsajeme na Büchnerovej nálevke, premyjeme vodou a nakoniec ethanolom. Odfiltrovaný preparát sušíme na filtračnom papieri na vzduchu. Na druhý deň produkt zoškrabeme z filtračného papiera na hodinové sklíčko a zvážime. Výpočty: Príprava 3% roztoku modrej skalice

5,4 g FeSO4 5 H2O ........3%

x g ....................................97% (vody)

x = 175 ml

Príprava 3% roztoku glukózy

n(glukóza) = 2,5*2* n(FeSO4 5 H2O)

n(FeSO4 5 H2O) = ( 5,4 / 249,5 ) mol = 0,0215 mol

n(glukóza) = 0,1082 mol

m(glukóza) = m*M = 0,108*180 = 19,47 g

19,47 g glukózy .... 3%

x g vody.................. 97%

x = 209,85 g vody

V(vody) ≈ 210 ml

Príprava 20% roztoku hydroxidu sodného

n (NaOH) = 2/5 * n(CuSO4 5 H2O) = (2/5 * 0,0215) mol = 0,0086 mol

m (NaOH) = n*M = (0,0086 * 40 ) = 0,34 g

0,34 g .......20%

x g ............80%

x = 1,37 g H2O

V(H2O) = 1,4 ml

Výpočet teoretického a skutočného výťažku:

mteor = n * M = (0,0215 * 2 * 142) g = 6,84 g

m (skutočný výťažok) = 1,36 g

% výťažok = 1,36 / 6,84 * 100% = 19,88 %

Záver :

Pripravili sme svetlo červenú zrazeninu oxidu železitého. Výťažok bol 19,88%. Železitý katión je nestály, ľahko sa oxiduje na železnatý.