氢氧化铁（一种红褐色沉淀）

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更新时间：2023-05-19
氢氧化铁
一种红褐色沉淀
氢氧化铁（ferric hydroxide），化学式Fe(OH)3，为棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀或胶体，用来制颜料、药物，用作净水剂（胶体时），也可用来做砷的解毒药等。
棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀，在一定条件下分散系为胶体。密度3.4～3.9g/cm。具有两性但其碱性强于酸性，新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸，亦可溶于热浓碱。
基本信息
中文名
氢氧化铁
密度
3.4～3.9g/cm³
别名
三氢氧化铁；含水氧化铁；氢氧化铁(Ⅲ)；氢氧化高铁
化学式
Fe（OH）3
分子量
106.87
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化学性质
氢氧化铁
具有两性但其碱性强于酸性，新制得的氢氧化铁易溶于无机酸和有机酸，亦可溶于热浓碱。具有强氧化剂（如次氯酸钠）在碱性介质中，能将新制的氢氧化铁氧化成+6氧化态的高铁酸钠（NaFeO）。加热时逐渐分解而成氧化铁和水。不溶于水、乙醚和乙醇，溶于酸，在酸中的溶解度随制成时间的长短而定，新制的易溶于酸，若放置时间长，则难溶解。氢氧化铁可用来制颜料、药物，也可用来做砷的解毒药等等。
低于500摄氏度时完全脱水成氧化铁。加热分解。氢氧化铁在烘干时易分解，但温度不高时不完全，也就是逐渐失水。但在低于500℃时能达到完全脱水成氧化铁。没有一个明确的失水分解温度。
由可溶性铁盐溶液加氨水沉淀来制取氢氧化铁或由氯化铁、硝酸铁溶液加入氨水沉淀而制得。其粒子大小在1 nm到100 nm之间时会形成胶体。胶状沉淀的水合氧化铁有较强的吸附性能。
氢氧化铁是铁的氢氧化物，由铁离子（Fe ）和氢氧根离子（OH ）生成： Fe + 3OH =Fe(OH)↓
也可以由氢氧化亚铁[Fe(OH)]氧化得来：
4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)
Fe(OH)它是一种红褐色沉淀，是铁的最稳定氧化物-氢氧化物的水合物。加热分解成氧化铁和水：2Fe(OH)=FeO+ 3HO新沉淀出来的水合氧化铁易溶于无机酸，也略溶于碱溶液中生成铁酸盐（FeO ）。这类铁酸盐也可以从氧化铁和碱金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐的熔融混合物中制得。氢氧化铁是一个未确知的化合物，氨水或碱溶液作用于铁盐溶液所得到的红棕色或黄棕色沉淀，经X射线晶体学研究是非晶态的，它含有可变量的水。一般认为该沉淀含有氢氧化氧铁FeO(OH)，至少有两种结晶变体：α-FeO(OH)（针铁矿）和γ-FeO(OH)（纤铁矿），铁的正常生锈产生的是γ-变体。
Fe 水解形成Fe(OH)的过程中，会产生包含2个3个或更多铁原子的物质，中间由叫做羟桥的氢氧根连接，不断生长，最终生成沉淀。
氢氧化铁的两性电离：
酸性：
Fe(OH)=H +FeO +HO（可逆反应）
氢氧化铁
FeO +HO=[FeO(OH)] +H （可逆反应）
[FeO(OH)] =H +FeO （可逆反应）
碱性：
Fe(OH)+6HO=[Fe(H2O)] +3OH （可逆反应）
所以，氢氧化铁既是一种三元弱碱，又是一种三元弱酸。其中FeO + HO又常写作[Fe(HO)(OH)] ，[FeO(OH)] 又常写作[Fe(HO)(OH)] ，FeO 又常写作[Fe(OH)] 。
可溶性碱和铁盐溶液反应，例如氢氧化钠和硫酸铁反应生成氢氧化铁和硫酸钠：
6NaOH +Fe(SO)= 2Fe(OH)↓ + 3NaSO
氢氧化亚铁与氧气反应：
4Fe(OH) + O + 2HO = 4Fe(OH)
受热分解产物及方程式：
2Fe(OH) ==△== FeO + 3HO
与非氧化性酸反应：
Fe(OH) + 3H = Fe + 3HO
计算化学数据
1. 疏水参数计算参考值（XlogP）：无
2.氢键供体数量：3
3. 氢键受体数量：3
4. 可旋转化学键数量：0
5.互变异构体数量：无
6. 拓扑分子极性表面积：3
7.重原子数量：4
8.表面电荷：0
9.复杂度：0
10.同位素原子数量：0
11. 确定原子立构中心数量：0
12. 不确定原子立构中心数量：0
13. 确定化学键立构中心数量：0
14. 不确定化学键立构中心数量：0
15.共价键单元数量：4
制备方法
胶体
（1）取一个小烧杯，加入25 mL蒸馏水，将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾。
（2）向沸水中逐滴加入5 ~ 6滴饱和氯化铁溶液。
（3）继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。
此时即可制得氢氧化铁胶体，用激光笔照射烧杯中的液体，在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的“通路”，即丁达尔效应。
固体沉淀
在试管里注入少量氯化亚铁溶液，再逐滴滴入氢氧化钠溶液，观察现象。
有红褐色沉淀产生。若注入氢氧化钠溶液在液面以下而且有大量硫酸根存在，会生成白色氢氧化亚铁沉淀，转瞬形成灰绿色沉淀（但绝对不是Fe(SO)(OH)O或不只是它，实验证明，有BaCl2存在仍然生成灰绿色沉淀），最后还会氧化成Fe(OH)氢氧化铁红色沉淀
注：因为其在被氧化过程中会出现亚铁离子与铁离子并存现象因而使其显灰绿色
氯化亚铁与氢氧化钠溶液反应，生成Fe(OH)白色沉淀转化成红褐色Fe(OH)沉淀，方程式为： FeCl+2NaOH=Fe(OH)↓+2NaCl，4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)
合成
制法：取100mL 0.2mol/L硝酸铁水溶液，在激烈搅拌下滴加1mol/L氢氧化钠水溶液，使pH调整到约1.5。将此溶液在继续搅拌下一点一点地滴加到1L 1mol/L氢氧化钠水溶液中。滴加完了后静置10～15min，待沉淀沉降后分离上层澄清液，用大量蒸馏水洗涤使pH大体为7.8。将沉淀离心分离，在室温下干燥。为了避免沉淀的熟化，尽快洗涤干燥。
这样制得的样品是无定形超微粒一次粒子（约5nm）的集合体。在室温下，它的磁化曲线具备典型的超顺磁特征。如果提高析出沉淀时的氢氧化钠水溶液浓度则含水量减少，并且饱和磁化率上升。一般由于实验条件而引起一次粒子大小的变动不多，大体上为4～5nm。另外，样品中含有约0.5%（质量分数）（以Na2O计）Na，造成洗涤困难。用氨水可以防止这种污染。使用氢氧化钾会加速向α-FeO(OH)转变的速度，因而是不适宜的。
应用领域
用于制造医药、颜料，并用作砷解毒剂等。其胶体可用于净水。