Yster(III)oksied

Sjabloon:Chemiekas2 Yster(III)oksied is 'n verbinding van yster in sy +3 oksidasietoestand en chemiese formule Sjabloon:Chem. Dit is een van verskeie ysteroksiede en kom in die natuur voor as die mineraal hematiet.

Kristalstrukture

Daar is verskeie polimorfe.

1. α-Sjabloon:Chem. Dit het die heksagonale D5Sjabloon:Sub-korundumstruktuur (RSjabloon:Bostreepc, nommer 167).
2. β-Sjabloon:Chem. Dit het die kubiese bixbyïet-struktuur het (D5Sjabloon:Sub; IaSjabloon:Bostreep; nommer 206; a=940,39(1) pm))
3. γ-Sjabloon:Chem (D5Sjabloon:Sub P4Sjabloon:Sub32 nommer 212 of P4Sjabloon:Sub32 nommer 213 a=840,0pm
4. ε-Sjabloon:Chem het 'n ortorombiese struktuur. (Pna2Sjabloon:Sub nommer 33)
5. ζ-Sjabloon:Chem het 'n monokliniese struktuur (I2/a nommer 15).

α-Sjabloon:Chem

Dit is die bekendste vorm en kom in die natuur as die mineraal hematiet voor. Dit is 'n antiferromagneet onder 260K wat bo hierdie temeperatuur swak ferromagneties word. Dit het 'n Curietemperatuur van 956K.

β-Sjabloon:Chem

Dit is 'n taamlik rare vorm. Dit is 'n metastabiele fase wat teen 500°C transformeer in die alfafase en dit is 'n antiferromagneet met 'n Néeltemperatuur van 119K.

γ-Sjabloon:Chem

Hierdie vorm is bekend as die mineraal maghemiet. Hierdie fase is 'n ferrimagneet. Sy Curietemperatuur is dalk ~645°C, maar die fase is metastabiel begin bo 510°C om na die stabiele alfafase om te skakel.

ε-Sjabloon:Chem

Dit is metastabiel by kamertemperatuur en -druk, maar dit is die hoëtemperatuurfase van γ-Sjabloon:Chem bo 700° C, wat stabiel is tot bo 1100°C , moontlik tot 1400°C. By drukke bo 27 GPa stort die volume ineen wat dui op 'n oorgang van eerste orde na 'n struktuur met oktaëdriese pleks van tetraëdriese omringing. Die epsilonfase skyn deur klein afmetings van kristalliete gestabiliseer te word en dit kom in plante voor. Daar is 'n mineraal luogufengiet wat aluminium bevat en isomorfies is.

ζ-Sjabloon:Chem

Hierdie fase is taamlik nuut en opgemerk in hoëdrukeksperimente.

Chemiese eienskappe

Termietsweis by die spoor

Yster(III)oksied kan op verskeie maniere tot ystermetaal gereduseer word. Een is met koolstofmonoksied:

$F{e}_2{O}_3(s)+3CO(g)\to 3C{O}_2(g)+2Fe(s)$

'n Ander is met koolstof self (steenkool)

$2F{e}_2{O}_3(s)+3C(s)\to 3C{O}_2+4Fe$

Hierdie reaksies stel nogtans baie koolstofdioksied vry wat 'n bydrae tot klimaatverandering verteenwoordig. Yster en sy legerings (staal) kan egter ook met waterstof gereduseer word.

$F{e}_2{O}_3+3H_2(g)\to 3H_{2}O(g)+2Fe(s)$

Indien die gebruikte waterstof uit hernubare energie verkry word, sal dit geen klimaatprobleme meer veroorsaak nie.

'n Ander bekende reduksiereaksie word die termietreaksie genoem. Die reduseermiddel is aluminiumpoeier

$F{e}_2{O}_3+2Al\to 2Fe+A{l}_2{O}_3$

Hierdie reaksie kan temperature van 2 500° tot 3 000° C bereik en word soms vir termietsweiswerk gebruik.

Yster(III)oksied is onoplosbaar in water, maar sterk sure soos soutsuur of perchloorsuur kan gebruik word om dit op te los. Omdat ysteroksiede en hidroksiede dikwels as onsuiwerheid in klei of ander silikaatminerale voorkom, is dit ook 'n tegniese probleem. Reduksie van Fe(III) na Fe(II) maak dit beter oplosbaar. Soms word organiese sure soos oksaalsuur gebruik omdat dit ook yster komplekseer en hiermee yster as yster(II)oksalaat uitgeloog kan word.