四氧化三铁

四氧化三铁，化学式Fe3O4。别名氧化铁黑、磁铁、吸铁石、黑铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。不可以读作"偏铁酸亚铁"或"偏铁酸铁"Fe(FeO2)2，不是氧化铁与氧化亚铁的混合物，但可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物。此物质溶于酸，不溶于水、碱及乙醇、乙醚等有机溶剂。天然的四氧化三铁不溶于酸，潮湿状态下在空气中容易氧化成三氧化二铁。通常用作颜料和抛光剂，也可用于制造录音磁带和电讯器材。

四氧化三铁硬度很大，具有磁性，可以看成是氧化亚铁和氧化铁组成的化合物，逆尖晶石型、立方晶系。在外磁场下能够定向移动，粒径在一定范围之内具有超顺磁性，以及在外加交变电磁场作用下能产生热量等特性，其化学性能稳定，因而用途相当广泛。四氧化三铁（Fe3O4）是一种铁酸盐，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表铁的价态）。在Fe3O4里，铁显两种价态，一个铁原子显+2价，两个铁原子显+3价，所以说四氧化三铁可看成是由FeO与Fe2O3组成的化合物，可表示为FeO〃Fe2O3，而不能说是FeO与Fe2O3组成的混合物，它属于纯净物。

四氧化三铁的X-射线分析证明其为离子晶体，在晶体里存在的是Fe2+，Fe3+和O2-离子，每个晶胞中有8个Fe2+，16个Fe3+和32个O2-，相当于8个Fe3O4，O2-离子做立方最密堆积，Fe3+的一半（8个）嵌入堆积中的四面体空隙，而全部Fe2+和另一半Fe3+则无规则分布在八面体空隙，平均Fe2+和Fe3+各占一半。正因为Fe2+与Fe3+在八面体位置上的无序排列，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性，其结构式可以表示为[Fe3+]t[Fe2+Fe3+]oO4。在一定条件下，四氧化三铁（Fe304）可以和酸发生反应：
（1）与非氧化性酸反应，化合价不变，如稀盐酸，稀硫酸：Fe3O4+8H+ = Fe2++2Fe3++4H2O。
（2）与氧化性酸反应，铁变为最高价，升高1价：3Fe304 +NO3-+28H+ = 9Fe3++NO↑+14H2O。
（3）与还原性酸反应，铁变为低价+2，总价降低2价。如HI酸：Fe3O4+2I-+8H+ = 3Fe2++4H2O+I2，在加热的条件下，Fe304可以被H2,CO或焦炭还原，得到铁单质。四氧化三铁是一种常用的磁性材料。因其比重大，磁性强的特点，在污水处理方面表现出了良好的性能。还可做颜料和抛光剂。
特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。
四氧化三铁是生产铁触媒(一种催化剂)的主要原料。它的硬度很大，可以作磨料。已广泛应用于汽车制动领域，如:刹车片、刹车蹄等。
我们还可以通过某些化学反应，比如使用亚硝酸钠等等，使钢铁表面生成一层致密的四氧化三铁，用来防止或减慢钢铁的锈蚀，例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。俗称"烤蓝"。溶解性 不溶于水和有机溶剂，难溶于浓无机酸。按OT-42方法测定。精确称取试样约0.2g，移入一200ml锥形烧瓶中，加5mol/L盐酸10ml后，小心加热至沸，至试样完全溶解。放冷，加6至7滴30%过氧化氢溶液，再小心地加热至沸，直至过量的过氧化氢完全分解(约2～3 min)。放冷，加水30ml和碘化钾约2g，静置5min。加水30ml和淀粉试液(TS-235)作为指示剂，用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定。每mL 0～mol/L硫代硫酸钠相当于三价铁离子5.585mg.ADl 0～0.5mg/kg(FAO/WHO，2001)。德国不准用。参见氧化铁棕。
限于作为非直接食品用，用量不作限制(FDA，§186.1300，2000)。可用于肠衣(成品量的0.10%)及猫狗食品(0.25%)，FDA，§73.200，2000。
GB 2760-96：糖果包衣0.02g/kg。黑色粉末。无臭。不溶于水或有机溶剂。难溶于浓无机酸。相对密度5.18。熔点(分解)1538℃。食用黑色素。用作分析试剂，也用于制药工业、颜料配制和电子工业用作氨触媒的主要原料用作水彩、油彩、油墨的颜料。涂料工业用于制造防锈漆及其他底漆等。建筑业用于人造大理石及水泥地面着色。电子电讯工业用于制造磁钢，也用作碱性干电池的阴极板。在机器制造业用于钢铁探伤。用于药片糖衣和胶囊等的着色。用于医药、冶金、电子和纺织等工业，以及用作催化剂、抛光剂、油漆和陶瓷等的颜料、玻璃着色剂等。特制的磁性氧化铁可用以制造录音磁带和电信器材。 球型四氧化三铁磁粉应用领域如下： 1，生产激光打印机高档墨粉的原料，又能用于生产复印机墨粉（高矫顽力）的原料。 2，磁性密封，可用作机械密封的旋转轴密封。 3，金属、陶瓷、纳米陶瓷、复合陶瓷基片，铁氧体材料。 4，碱性干电池的阴极板，在机械制造业可用于钢铁探伤。 5，抗紫外线材料、微波吸收材料、磁记录材料。 6，磁保健材料，可广泛添加入各类化纤、塑料、橡胶等中，制得各类保健产品和养生产品。 7，建筑结构和混凝土制品的着色。水彩、油漆、涂料等用于颜料和擦光剂等，用于涂料、塑料和建筑物表面着色除工艺中增加除重金属及砷外，其他参见氧化铁黑。加合法将铁屑与硫酸反应制得硫酸亚铁，再加入烧碱和三氧化二铁在95～105℃进行加合反应生成四氧化三铁，经过滤、烘干、粉碎制得氧化铁黑。其
Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4
Fe(OH)2+Fe2O3→Fe3O4+H2O
由硫酸亚铁加热至1000℃以上而得。
由空气、水蒸气或二氧化碳对铁作用而得。