4 cách để tạo ra oxit sắt

Mục lục:

4 cách để tạo ra oxit sắt
4 cách để tạo ra oxit sắt

Video: 4 cách để tạo ra oxit sắt

Video: 4 cách để tạo ra oxit sắt
Video: Dùng phép BĐSCTD đưa ma trận về dạng bậc thang (STU) 2024, Tháng Ba
Anonim

Sắt là một kim loại quan trọng trong thế giới của chúng ta. Nó cung cấp năng lượng cho các ngành công nghiệp thép và cho phép máu mang oxy đến các tế bào của chúng ta. Không có gì ngạc nhiên khi các hợp chất chứa sắt rất được quan tâm. Một nhóm như vậy của những hợp chất này, được gọi là oxit sắt, được hình thành bằng cách phản ứng giữa sắt và oxy theo một cách nào đó. Bạn nhận được oxit nào phụ thuộc vào các trường hợp cụ thể mà sắt và oxi phản ứng, và điều này sẽ thay đổi tính chất và công dụng của oxit sắt tạo thành.

Các bước

Phương pháp 1/4: Tạo sắt (II, III) Oxit (Magnetite)

Tạo oxit sắt Bước 1
Tạo oxit sắt Bước 1

Bước 1. Xác định nguồn cung cấp sắt (III) (sắt trong 3+ trạng thái oxi hóa).

Một muối sắt (III) như clorua sắt sẽ dễ dàng thêm vào dung dịch. Nó thường được sử dụng để khắc đồng, vì vậy bạn có thể mua nó trực tuyến, tại cửa hàng cung cấp hóa chất và đôi khi thậm chí là cửa hàng điện tử. Ngoài ra, một loại bột gỉ mịn cũng sẽ hoạt động tốt. Bạn có thể thu thập rỉ sét và nghiền nó thành bột mịn nếu bạn chọn con đường đó.

Tạo oxit sắt Bước 2
Tạo oxit sắt Bước 2

Bước 2. Tạo dung dịch chứa sắt (III)

Thêm nước vào nguồn sắt (III) oxit trong một cốc có mỏ (hoặc một lọ thủy tinh khác có kích thước tương tự). Môi trường nước (trong nước) là lý tưởng để các phân tử sắt (III) và sắt (II) phản ứng với nhau và với oxy. Nó sẽ đình chỉ các phân tử sắt (III) của bạn trong dung dịch và giúp nó dễ dàng kết hợp với các phân tử sắt (II) và oxy. Bạn không cần phải đậy nắp thùng chứa, nhưng điều này có thể giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm.

Tạo oxit sắt Bước 3
Tạo oxit sắt Bước 3

Bước 3. Xác định nguồn cung cấp sắt (II) (sắt trong 2+ trạng thái oxi hóa).

Vì sắt (II) ở dạng tinh khiết rất hiếm trong điều kiện khí quyển, bạn có thể sẽ cần sử dụng muối sắt (II). Sắt sunphat, sắt (II) clorua, và sắt (II) photphat là những lựa chọn tương đối phổ biến. Sắt sunphat được sử dụng trong làm vườn và có thể tìm thấy ở hầu hết các cửa hàng cung cấp đồ làm vườn.

Tạo oxit sắt Bước 4
Tạo oxit sắt Bước 4

Bước 4. Tạo dung dịch chứa sắt (II)

Dù lựa chọn loại muối sắt (II) nào, bạn cũng cần phải hòa tan nó trong nước. Làm điều này như một cốc riêng (hoặc vật chứa khác) từ dung dịch sắt (III) để đảm bảo rằng sắt (III) không bão hòa nước. Điều này sẽ cho phép nhiều sắt nhất (II) hòa tan vào nước. Một lần nữa, một nắp đậy sẽ giúp ngăn chất ô nhiễm ra ngoài, nhưng không cần thiết.

Mang găng tay và kính bảo hộ để bảo vệ mắt và da của bạn khỏi bất kỳ hóa chất nào

Tạo oxit sắt Bước 5
Tạo oxit sắt Bước 5

Bước 5. Trộn các dung dịch

Cho dung dịch sắt (III) và dung dịch sắt (II) vào cùng một bình đựng. Điều này sẽ cho phép đưa các ion sắt (III) và ion sắt (II) tiếp xúc với nhau. Chúng cũng sẽ tiếp xúc với oxy trong nước và khí quyển, những thứ cần thiết để tạo ra magnetit.

Tạo oxit sắt Bước 6
Tạo oxit sắt Bước 6

Bước 6. Oxi hóa dung dịch

Trong khi phản ứng sẽ tiến hành bằng cách trộn hai dung dịch với nhau, nó sẽ diễn ra rất chậm. Bạn có thể tăng tốc độ phản ứng bằng cách thêm dung dịch oxy hóa, chẳng hạn như amoniac. Hydrogen peroxide cũng là một chất oxy hóa tốt.

  • Việc thêm chất oxi hóa sẽ cho phép phản ứng diễn ra nhanh hơn nhiều. Thời gian sẽ thay đổi dựa trên tỷ lệ của chất phản ứng và chất oxy hóa, nhưng bạn có thể sẽ thấy một số thay đổi chỉ trong vài giây.
  • Thận trọng khi làm việc với hydrogen peroxide vì nó sẽ tạo ra nhiệt khi phản ứng với nước.
  • Nên cất giữ oxit sắt của bạn ở nơi khô ráo.

Phương pháp 2/4: Tạo sắt (III) Oxit (Gỉ sét) bằng điện phân

Tạo oxit sắt Bước 7
Tạo oxit sắt Bước 7

Bước 1. Lấy một nguồn sắt

Ngoài một số muối, hầu hết các hợp chất sắt có xu hướng ở trạng thái sắt (III). Điều này bao gồm những thứ như đường ray xe lửa, đinh, len thép và giấy bìa cứng. Chọn nguồn của bạn dựa trên lượng sắt bạn cần, tốc độ bạn cần và những gì có sẵn cho bạn. Ví dụ, len thép rẻ và oxy hóa nhanh, nhưng đường ray xe lửa chứa một khối lượng sắt lớn hơn.

Tạo oxit sắt Bước 8
Tạo oxit sắt Bước 8

Bước 2. Đổ đầy nước vào bình chứa không dẫn điện

Bạn muốn chắc chắn rằng bạn luôn có đủ nước trong bình chứa để đậy miếng sắt vào mọi lúc. Hãy nhớ rằng quá trình điện phân có thể làm nóng nước. Điều này có thể làm tăng tốc độ bay hơi của nước.

Tạo oxit sắt Bước 9
Tạo oxit sắt Bước 9

Bước 3. Tìm nguồn điện

Bạn sẽ cần sử dụng pin hoặc nguồn điện một chiều khác để cung cấp năng lượng cho phản ứng. Nguồn điện phải có một dây dẫn nối với cực âm và một dây dẫn cho cực dương. Chọn kích thước nguồn điện của bạn dựa trên mức độ rỉ sét bạn đang cố tạo ra và tốc độ bạn muốn. Nguồn điện lớn hơn nói chung sẽ tạo ra rỉ sét nhanh hơn.

Tạo oxit sắt Bước 10
Tạo oxit sắt Bước 10

Bước 4. Dìm các đạo trình âm và dương

Các đầu dẫn không được chạm vào nhau. Thay vào đó, chúng nên được đặt chìm ở các mặt đối diện của bể nước của bạn. Điều này sẽ làm cho dung dịch nước trở thành một phần của mạch điện và buộc dòng điện chạy qua nước.

Tạo oxit sắt Bước 11
Tạo oxit sắt Bước 11

Bước 5. Nhấn chìm nguồn sắt của bạn

Mặc dù sắt thường bị gỉ trong điều kiện khí quyển mà không cần bất kỳ sự trợ giúp nào, việc ngâm nó trong nước sẽ làm tăng tốc độ oxy hóa. Nhúng sắt vào nước đang bị điện phân sẽ làm tăng tốc độ oxi hóa hơn nữa vì quá trình điện phân tạo ra khí hiđro (H2) và oxy diatomic (O2). Oxy diatomic là một chất oxy hóa tuyệt vời và dễ dàng phản ứng với sắt để tạo thành gỉ.

Tạo oxit sắt Bước 12
Tạo oxit sắt Bước 12

Bước 6. Bật nguồn

Bây giờ bể của bạn đã được thiết lập, bạn có thể bật nguồn. Điều này sẽ bắt đầu cho dòng điện chạy qua dung dịch và oxy hóa kim loại. Hãy cẩn thận để không chạm vào dây dẫn hoặc chạm chúng vào nhau. Ngoài ra, không nhúng tay vào nước trừ khi bạn tắt nguồn.

Nếu bạn đang sử dụng nguồn điện không có công tắc (như pin), hãy đặt dây dẫn vào cuối cùng hoặc không móc dây dẫn vào pin cho đến khi bạn sẵn sàng cấp nguồn

Tạo oxit sắt Bước 13
Tạo oxit sắt Bước 13

Bước 7. Cho phép ngồi

Mặc dù phản ứng diễn ra tương đối nhanh so với quá trình oxy hóa tự nhiên, nhưng nó không diễn ra ngay lập tức. Bạn sẽ cần để phản ứng trong ít nhất vài giờ để tạo ra gỉ. Bạn có thể sẽ cần để nó trong một hoặc hai ngày để có được một khoản kha khá.

Tạo oxit sắt Bước 14
Tạo oxit sắt Bước 14

Bước 8. Lọc dung dịch

Khi rỉ sét của bạn hình thành, nó sẽ ở trong bể nước. Bước đầu tiên để có được nó ở dạng khô và có thể sử dụng được là lọc ra một ít nước. Bạn có thể căng vải thưa hoặc một số loại vải khác lên trên một cái lọ hoặc bồn rửa và đổ dung dịch vào. Để yên trong một giờ hoặc lâu hơn để thoát nhiều nước nhất có thể.

Tạo oxit sắt Bước 15
Tạo oxit sắt Bước 15

Bước 9. Làm khô vết rỉ sét

Để hoàn thành việc làm khô vết rỉ sét của bạn, bạn sẽ cần phải nướng nó. Đặt lò nướng của bạn ở 400 ° F (204 ° C) và nướng lớp gỉ trong một đến ba giờ. Nhớ dùng chảo cũ, gỉ sét sẽ làm nồi bị ố.

Phương pháp 3/4: Tạo sắt (III) Oxit (Gỉ sét) bằng chất oxy hóa mạnh

Tạo oxit sắt Bước 16
Tạo oxit sắt Bước 16

Bước 1. Chọn nguồn sắt để oxi hóa

Nguồn của bạn càng có nhiều diện tích bề mặt tiếp xúc thì càng tốt. Ví dụ, len thép có rất nhiều diện tích bề mặt so với kích thước của nó, trong khi đường ray xe lửa có ít hơn nhiều. Chất oxy hóa của bạn chỉ có thể hoạt động trên bề mặt bàn là của bạn.

Tạo oxit sắt Bước 17
Tạo oxit sắt Bước 17

Bước 2. Chọn chất oxi hóa

Thuốc tẩy là một chất oxy hóa tuyệt vời. Một lựa chọn tốt khác là hydrogen peroxide. Chất oxi hóa yếu hơn là nước muối. Chất oxy hóa bạn chọn sẽ xác định tốc độ oxy hóa của sắt. Chất oxy hóa của bạn càng mạnh, sắt của bạn sẽ bị oxy hóa càng nhanh.

Tạo oxit sắt Bước 18
Tạo oxit sắt Bước 18

Bước 3. Cho nguồn sắt tiếp xúc với chất oxy hóa

Bạn có thể nhấn chìm nguồn sắt trong dung dịch oxy hóa. Một lựa chọn khác là xịt chất oxy hóa lên bàn ủi theo khoảng thời gian đều đặn (mỗi giờ hoặc lâu hơn). Tùy thuộc vào tốc độ bạn muốn phản ứng xảy ra và mức độ thoải mái của bạn khi sử dụng chất oxy hóa mạnh, bạn có thể pha loãng chất oxy hóa trong nước (điều này sẽ làm phản ứng yếu đi và phản ứng chậm lại).

Tạo oxit sắt Bước 19
Tạo oxit sắt Bước 19

Bước 4. Để phản ứng tiếp tục

Tùy thuộc vào sự lựa chọn của bạn về chất oxy hóa và sự tiếp xúc, quá trình này có thể mất vài giờ hoặc vài ngày. Bạn chắc chắn sẽ bắt đầu thấy rỉ sét hình thành trong vòng một tuần. Nếu không, hãy kiểm tra để đảm bảo rằng bạn đang sử dụng bàn ủi và bàn ủi không được phủ một lớp bảo vệ như sáp.

Tạo oxit sắt Bước 20
Tạo oxit sắt Bước 20

Bước 5. Thu thập và làm khô các vết rỉ sét thu được

Bạn có thể phải cạo gỉ trên bề mặt của miếng sắt để thu gom chúng. Nếu bạn nhấn chìm mảnh vỡ, bạn có thể lọc gỉ khỏi dung dịch. Nếu vết gỉ của bạn bị ướt, hãy làm khô nó trong lò nướng ở nhiệt độ 400 ° F (204 ° C) trong một đến ba giờ.

Phương pháp 4/4: Tạo sắt (II) Oxit (Gỉ đen) bằng cách nung thép len

Tạo oxit sắt Bước 21
Tạo oxit sắt Bước 21

Bước 1. Tìm một miếng len thép trơn

Nếu len có bất kỳ chất ức chế gỉ hoặc xà phòng trên nó, nó sẽ ảnh hưởng đến kết quả của bạn. Bạn cũng nên tìm loại len thép có sợi mỏng. Điều này sẽ làm cho các sợi dễ bắt lửa và cháy.

Tạo oxit sắt Bước 22
Tạo oxit sắt Bước 22

Bước 2. Đặt len thép trên bề mặt chống cháy

Bạn sẽ không thể cầm len thép trên tay. Nó sẽ cháy! Bạn cũng không muốn thiêu rụi bất cứ thứ gì. Đĩa thủy tinh hoặc nắp đậy bằng thiếc là những lựa chọn tuyệt vời.

Tạo oxit sắt Bước 23
Tạo oxit sắt Bước 23

Bước 3. Sử dụng pin 9-V để đốt cháy len thép

Chạm vào pin 9-V vào len thép sẽ kết nối các dây dẫn dương và âm của pin. Điều này đóng mạch và cho phép dòng điện chạy qua. Len thép sẽ bốc cháy vì có nhiều dòng điện chạy qua hơn nó có thể xử lý, vì vậy nó nóng lên cho đến khi đạt đến điểm đánh lửa.

Tạo oxit sắt Bước 24
Tạo oxit sắt Bước 24

Bước 4. Quan sát vết gỉ đen được tạo thành

Gỉ đen được hình thành do quá trình oxy hóa trong môi trường thiếu oxy. Vì len thép bị oxy hóa quá nhanh trong phản ứng này nên có rất ít thời gian để oxy tiếp cận đủ với sắt để tạo thành sắt (III) oxit (gỉ đỏ).

Lời khuyên

  • Bạn có thể sử dụng ôxít sắt làm chất màu, để đánh bóng đồ trang sức hoặc để chế tạo vật liệu nhiệt rắn.
  • Bạn nên sử dụng mặt bàn hoặc bề mặt làm việc khác cho bất kỳ thí nghiệm nào trong số này. Có khả năng xảy ra các vết bẩn và hư hỏng bề mặt làm việc.
  • Mang máy thở để bảo vệ phổi của bạn.

Cảnh báo

  • Xử lý cẩn thận tất cả các phản ứng hóa học, đặc biệt là chất oxy hóa.
  • Luôn đeo găng tay.
  • Luôn đeo kính bảo hộ.
  • Trộn thuốc tẩy với axit sẽ tạo ra khí độc.

Đề xuất: