Thông Số Kỹ Thuật
| Khối lượng mol: | 231.533 g/mol |
| Phân tử khối: | 231.533 |
| Số CAS: | 1317-61-9 |
| Trạng thái: | Rắn |
| Màu sắc: | Đen |
| Tính tan: | Không tan trong nước, axit, bazơ loãng. Tan chậm trong axit đặc nóng. |
| Độ tan: | Không đáng kể trong nước (khoảng 0.00000001 g/L ở 20 °C). |
| Độ pH: | Không có (Chất rắn không tan, tuy nhiên trong dung dịch rất loãng có thể tạo môi trường trung tính hoặc hơi kiềm nhẹ do sự thủy phân rất yếu của ion sắt). |
| Oxi hóa - Khử: | Là oxit hỗn hợp của Fe(II) và Fe(III), có thể thể hiện tính oxi hóa (khi tác dụng với chất khử mạnh hơn) và tính khử (khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn) nhưng chủ yếu là bền. Số oxi hóa trung bình của Fe là +8/3. |
| Nhiệt độ sôi: | Không xác định (phân hủy trước khi sôi) |
| Nhiệt nóng chảy: | 1597 °C |
| Tỷ trọng: | 5.17 g/cm³ |
Máy tính nhanh
* Tự động tính dựa trên 231.533 g/mol
Đặc tính & Ứng dụng
- Vật liệu từ tính: Là thành phần chính của quặng magnetit, được dùng làm lõi nam châm, vật liệu ghi dữ liệu (băng từ, đĩa cứng).
- Chất màu: Dùng làm bột màu đen (sắc tố CI 77499) trong sơn, mực in, mỹ phẩm, nhựa.
- Chất xúc tác: Sử dụng trong một số quá trình công nghiệp hóa học.
- Y tế: Ứng dụng trong công nghệ nano y sinh, như chất dẫn thuốc, chất tương phản MRI, điều trị ung thư bằng phương pháp hyperthermia từ tính.
- Xử lý nước: Hấp thụ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Phương pháp điều chế
- Trong công nghiệp:
- Phản ứng giữa hơi nước và sắt nung nóng đỏ: 3Fe + 4H₂O (hơi) → Fe₃O₄ + 4H₂
- Quá trình ăn mòn kim loại trong điều kiện thiếu oxi.
- Trong phòng thí nghiệm:
- Oxi hóa Fe(OH)₂ trong môi trường kiềm hoặc nhiệt phân Fe(OH)₃ ở nhiệt độ cao.
- Có thể tổng hợp nano Fe₃O₄ qua các phương pháp hóa ướt như đồng kết tủa từ dung dịch muối sắt (II) và sắt (III).
Tính chất Hóa học
Tác dụng với:
- Axit mạnh (đặc, nóng): Fe₃O₄ + 8HCl(đặc, nóng) → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O
- Chất khử (CO, H₂, Al ở nhiệt độ cao): Fe₃O₄ + 4CO (nhiệt độ cao) → 3Fe + 4CO₂
Không phản ứng:
Nước, dung dịch kiềm loãng, dung dịch axit loãng (ở điều kiện thường).
Chuỗi chuyển hóa
Fe → Fe₃O₄ → FeSO₄ → Fe(OH)₂
Hiện tượng thực tế
- Lõi nam châm điện thường làm từ vật liệu có chứa Fe₃O₄ để tăng cường từ tính.
- Một số loại cát đen trên bãi biển hoặc trong dòng suối có thể chứa magnetit, một dạng tự nhiên của Fe₃O₄, có thể bị nam châm hút.
Bài tập vận dụng
Một mẫu quặng magnetit chứa 80% khối lượng Fe₃O₄. Cần bao nhiêu kg quặng này để sản xuất 1 tấn gang (chứa 95% Fe)? Biết rằng hiệu suất quá trình là 90% và phản ứng xảy ra hoàn toàn.
- Lời giải vắn tắt:
- Khối lượng Fe cần: 1000 kg * 0.95 = 950 kg.
- Khối lượng Fe₃O₄ lý thuyết cần: Từ Fe₃O₄ (231.5 g/mol) có 3Fe (3*55.85 g/mol). Tỷ lệ Fe trong Fe₃O₄ là (3*55.85)/231.5 = 0.724. Vậy khối lượng Fe₃O₄ lý thuyết cần là 950 kg / 0.724 = 1312.15 kg.
- Khối lượng Fe₃O₄ thực tế cần (hiệu suất 90%): 1312.15 kg / 0.90 = 1457.94 kg.
- Khối lượng quặng cần (chứa 80% Fe₃O₄): 1457.94 kg / 0.80 = 1822.43 kg.
- Vậy cần khoảng 1822.43 kg quặng.
Mẹo nhớ nhanh: Sắt từ oxit (Fe₃O₄) màu đen, tính từ mạnh như nam châm. Là 'Fe₂O₃' với 'FeO' kết đôi, quặng 'magnetit' ta nhớ tên!
Cảnh báo & An toàn
Nguy hiểm: Fe₃O₄ tương đối an toàn ở dạng rắn, bột. Tuy nhiên, bụi mịn có thể gây kích ứng đường hô hấp. Cần sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (khẩu trang, kính bảo hộ) khi làm việc với bột Fe₃O₄ để tránh hít phải. Không có nguy cơ cháy nổ đáng kể.
Độc tính: Fe₃O₄ được xem là ít độc hại ở dạng khối hoặc bột thô. Tuy nhiên, hít phải bụi mịn có thể gây khó chịu cho đường hô hấp. Ở nồng độ cao trong thời gian dài, có thể gây bệnh nhiễm sắc tố phổi (siderosis) nhưng đây là bệnh lành tính. Khi tiếp xúc với da, mắt, rửa sạch bằng nước. Nếu hít phải, di chuyển đến nơi thoáng khí.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 17/07/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.