Как выглядит оксид железа. Железо — общая характеристика элемента, химические свойства железа и его соединений

Известно, что перед применением различного рода красителей биохимики проводят ряд исследований по выявлению действий данных веществ на организм человека. Это необходимо, чтобы после тщательных анализов исключить возможные токсические, мутагенные и канцерогенные эффекты. Так, после опытов по определению основных свойств красителя Е172 Оксиды железа было разрешено применять данное вещество при производстве продуктов, но в официально установленных дозах.

Пищевой краситель Е172 Оксиды железа используется не только в пищевой промышленности, но и в других областях. Относительно производства продуктов питания можно сказать, что окрашивающие свойства красителя Е172 Оксиды железа в основном применяются при добавлении цвета различным кондитерским изделиям, шоколаду, леденцам и пирожным. Это наблюдается в странах Европы, в то время как в России Е172 стараются использовать крайне редко, например, при производстве искусственных видов икры. Этому продукту данное вещество придает насыщенный черный цвет.

Кроме того, краситель Е172 нередко применяется в промышленном производстве косметических средств, так как он обладает низкой токсичностью и влагостойкостью, что способствует подливанию хранения изготавливаемых на его основе товаров. Кстати, искусственные красители, к коим относится и Е172, имеют свои технологические преимущества: за счет меньшей чувствительности к различным видам воздействия они могут давать более насыщенные колоритные цвета. Это является безусловным плюсом по сравнению с природными красителями, которые, как правило, нетоксичны, но при взаимодействии с кислородом продукты с ними подвергаются скорейшей порче.

Возвращаясь к областям использования красителя Е172 Оксиды железа, стоит отметить, что применяется он и в качестве сырья при выработке чугуна, а также катализатора аммиака в промышленных целях. Состав красителя Е172 Оксиды железа позволяет использовать данное вещество компонентом некоторых керамических изделий и выступать полирующим средством для стекла и стали.

Состав красителя Е172 Оксиды железа

В зависимости от химического состава красителя Е172 Оксиды железа это синтетическое вещество принято делить на несколько подвидов. Например, черный пигмент значится под цифрой 2, в то время как Оксиды железа под номером 3 характеризуются насыщенными красными и оранжевыми цветовыми решениями.

Вред красителя Е172 Оксиды железа

Научно доказано, что в малых дозах Е172, а попросту железо, положительно влияют на организм человека, но при переизбытке данного вещества возможны довольно неприятные последствия. Известно, что вред красителя Е172 Оксиды железа заключается в том, что при попадании с пищей больших доз этого вещества происходит выработка свободных радикалов, которая способна провоцировать сильные повреждения тканей при сердечных приступах.

Кроме того, вред красителя Е172 Оксиды железа для организма может выражаться и в развитии раковых заболеваний, проводить к порокам сердца и прогрессированию такой болезни как сахарный диабет. Например, люди с генетической предрасположенностью к гемохромотозу (накапливание в печени ) болеют раком печени чаще остальных.

Если Вам понравилась информация, пожалуйста, нажмите кнопку

Каждый, кто пачкал светлую одежду о мокрую ржавую поверхность, знает, что ржавчина - хороший, устойчивый краситель. Неудивительно, что она используется для окрашивания керамических изделий или цветного цемента, но добавить ее в глазурь для торта, тесто или паштет многим показалось бы весьма странной идеей. Тем не менее, как пищевая добавка она тоже применяется, нося порядковый номер Е172.

Основное название E172 - оксид железа или гидроксид железа.

К красителям с этим названием относятся:

черный оксид железа Е172(i) - железоокисный чёрный пигмент, окись железа (II, III);
красный оксид железа E172(ii) - железоокисный красный пигмент, окись железа (III);
желтый оксид железа Е172(iii) - железоокисный жёлтый пигмент, окись железа (III).

Свойства

Основные свойства различных вариантов Е172 можно представить в виде таблицы:

Показатель	Стандартные значения
Показатель	Е172(i)	E172(ii)	Е172(iii)
Цвет	черный	красный	желтый
Состав	обычно - чистый оксид железа, без примесей
Внешний вид	порошок черного, красного, желтого, коричневого, оранжевого цветов или жировая дисперсная паста (коричневый и оранжевый цвета получаются при смеси оксидов)
Получение	к железу применяется водяной пар или прокаливаются оксиды II, III	прокаливание желтого оксида железа	осаждение солей железа щелочами
Запах	отсутствует
Растворимость	хорошо растворяется в неорганических кислотах; не растворяется в воде, растительных маслах, органических растворителях - образует коллоидные растворы.
Термостабильность	300°C		160°C
Светочувствительность	низкая, устойчив к свету
Плотность	4,1 г/см 3	4,4 г/см 3	3,8 г/см 3
Температура плавления	1538°C	1565°C, с разложением	1565°C, с разложением
Кислотоустойчивость	чувствителен к окислению неорганическими кислотами, но устойчив к фруктовым
Устойчивость к щелочной среде	устойчив

Упаковка

Порошок упаковывают в бумажные или полипропиленовые мешки, пасту в пакеты и коробки.

Если вы хотите подчеркнуть высокий статус своего ресторана, то выбирайте .

Природным аналогом консерванта Е200 является сорбиновая кислота, которая добывается из красной рябины. Поэтому данная добавка не является вредной для человеческого организма. Подробнее о ней читайте в .

Что лучше - купить готовый фартук для официанта или на заказ? Подробно об этом .

Производители

Среди производителей Е172:

Cathay industries, США;
Huntsman International LLC, США;
LANXESS, Германия.

В России можно приобрести оксид железа в таких компаниях, как:

ЗАО «Химко»;
ЗАО «Унихим»;
ООО «Компонент-реактив»;
АО «Экоресурс».

Однако только в последней компании он продается для кулинарных нужд, поскольку практически не используется в нашей стране как пищевой краситель.

Применение

Оксиды и гидрокисды железа в мире используются для окрашивания:

смесей для выпечки;
мясного паштета;
рыбного паштета;
кормов для животных;
конфет, шоколада и драже;
искусственной рыбьей икры.

В России Е172 используется редко, в основном для придания цвета искусственной черной икре.

Тем не менее эта добавка разрешена к употреблению в России и во всех странах Европейского Союза, кроме Германии .

В США употребление ограничено 5мг/кг тела, в Японии черный оксид железа можно употреблять в количествах, не превышающих 0,1% от веса тела.

Польза и вред

Железо, при условии его усвоения, в малых дозах необходимо для улучшения качества крови, в больших провоцирует образование свободных радикалов, а значит, способствует раку. Имеет тенденцию скапливаться в печени, соответственно, при чрезмерном употреблении биодоступного железа, риск рака печени увеличивается.

Но несмотря на содержащееся в них железо, оксиды железа практически не усваиваются организмом при употреблении в пищу, то есть не могут быть источником железа, а потому вряд ли принесут организму пользу или вред.

Оксид железа может быть вреден только при вдыхании порошка на производстве.

То, что в России Е172 почти не употребляют в пищу - скорее дань традиции, чем забота о здоровье. Есть немало и других «несъедобных» красителей, оксид железа среди них не самый экзотический или отталкивающий. Но если в Европе вам встретится красный шоколад или коричневый паштет, весьма вероятно, что в них содержится именно E172.

Железо образует два оксида, в которых проявляет валентности II и III и степени окисления (+2) и (+3) соответственно.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид железа (II) в обычных условиях представляет собой порошок черного цвета (рис. 1), разлагающийся при умеренном нагревании и образующийся вновь из продуктов разложения при дальнейшем нагревании.

После прокаливания химически неактивен. В виде порошка пирофорен. Не реагирует с холодной водой. Проявляет амфотерные свойства (с преобладанием основных). Легко окисляется кислородом. Восстанавливается водородом и углеродом.

Рис. 1. Оксид железа (II). Внешний вид.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Представляет собой твердое вещество красно-коричневого цвета в случае тригональной модификации или темно-коричневого цвета в случае кубической модификации, которая является наиболее реакционноспособной (рис. 1).

Термически устойчив. Температура плавления 1562 o C.

Рис. 1. Оксид железа (III).

Не реагирует с водой, гидратом аммиака. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с кислотами, щелочами. Восстанавливается водородом, монооксидом углерода, железом.

Химическая формула оксида железа

Химическая формула оксида железа (II) FeO, а оксида железа (III) — Fe 2 O 3 . Химическая формула показывает качественные и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов присутствует в ней). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу вещества (Ar(Fe) = 56 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м.):

Mr(FeO) = Ar(Fe) + Ar(O);

Mr(FeO) = 56 + 16 = 72.

Mr(Fe 2 O 3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O);

Mr(Fe 2 O 3) = 2×56 + 3×16 = 58 + 48 = 160.

Структурная (графическая) формула оксида железа

Структурная (графическая) формула вещества является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Ниже представлены графические формулы оксидов железа (а - FeO, б — Fe 2 O 3):

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Подвергнув анализу вещество, установили, что в его состав входят: натрий с массовой долей 0,4207 (или 42,07%), фосфор с массовой долей 0,189 (или 18,91%), кислород с массовой долей 0,3902 (или 39,02%). Найдите формулу соединения.

Решение

Обозначим число атомов натрия в молекуле через «х», число атомов фосфора через «у» и число атомов кислорода через «z».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов натрия, фосфора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31; Ar(O) = 16.

Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения:

Na:P:O = 42,07/39: 18,91/31: 39,02/16;

Na:P:O = 1,829: 0,61: 2,43.

Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 0,61):

1,829/0,61: 0,61/0,61: 2,43/0,61;

Следовательно, простейшая формула соединения натрия, фосфора и кислорода имеет вид Na 3 PO 4 . Это фосфат натрия.

Ответ

Na 3 PO 4

ПРИМЕР 2

Задание

Молярная масса соединения азота с водородом равна 32 г/моль. Определите молекулярную формулу вещества, массовая доля азота в котором составляет 85,7%.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Вычислим массовую долю водорода в соединении:

ω (H) = 100% — ω(N) = 100% — 85,7% = 14,3%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (азот), «у» (водород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y = ω(N)/Ar(N) : ω(H)/Ar(H);

x:y= 85,7/14: 14,3/1;

x:y= 6,12: 14,3= 1: 2.

Значит простейшая формула соединения азота с водородом будет иметь вид NH 2 и молярную массу 16 г/моль .

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:

M substance / M(NH 2) = 32 / 16 = 2.

Значит индексы атомов азота и водорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид N 2 H 4 . Это гидразин.

Ответ

N 2 H 4

Е-172 Оксиды и гидроксиды железа – пищевая добавка, краситель.

Характеристика:

Оксиды железа неорганические пигменты представляют собой химические соединения железа и кислорода. В пищевой промышленности добавка Е-172 используется в качестве красителя для окраски пищевых продуктов в желтые, оранжевые, красные, коричневые и черные цвета. Всего известно 16 видов оксидов и гидроксидов железа. Однако в пищевой промышленности используются 3 формы оксидов для придания продуктам различных оттенков: Е-172 (i) - Оксид железа (II,III) - сложный оксид, одновременно содержащий ионы железа (II) и железа (III). Имеет химическую формулу Fe3O4 и встречается в природе в виде минерала магнетита. Окрашивает в черный цвет. Е-172 (ii) - Оксид железа (III) с химической формулой Fe2O3. Встречается в природе в виде минерала гематита. В просторечии - ржавчина. Окрашивает в красный цвет. Е-172 (iii) - Оксид железа (II) с химической формулой FeO. Встречается в природе в виде минерала вюстита. Окрашивает в желтый цвет. Хорошо растворяются в концентрированных неорганических кислотах, нерастворимы в воде, органических растворителях, растительных маслах. Очень хорошая устойчивость к свету, нагреванию и щёлочам, к фруктовым кислотам хорошая устойчивость. Оксиды железа встречаются в природе, но в пищевой промышленности, для получения добавки Е-172 используют метод прокаливания оксидов железа (II) и (III) или путем взаимодействия железа с водяным паром при высокой температуре нижЕ-570°С.

Применение:

Оксиды и гидроксиды железа широко распространены в природе и используются людьми в различных сферах производства. В ЕС оксиды и гидроксиды железа (Е-172 ) разрешены для всех пищевых продуктов QS. В РФ добавка разрешена в качестве красителя в пищевые продукты согласно ТИ в количестве согласно ТИ (п. п. 3.2.14,3.11.3 СанПиН 2.3.2.1293-03). Оксиды железа используются прежде всего для окрашивания драже, украшений и покрытий в дозировке около 0,1 г/кг. Кроме пищевой промышленности, оксиды железа используются:

в металлургической промышленности в качестве сырья для производства металлов;
в лакокрасочной промышленности в качестве пигмента в красках и покрытиях;
в химической промышленности в качестве катализаторов;
в косметической промышленности для придания нужных оттенков косметической продукции (для окрашивания краски для ресниц, тональных кремов, грима и пудры);
в фармацевтике для изготовления лекарственных средств, повышающих уровень гемоглобина, для окрашивания фармпрепаратов в форме драже, порошков и кремов. А также оксиды и гидроксиды железа используются для окрашивания туалетного мыла, в качестве пигментов в живописи, цветного цемента, как компоненты футеровочной керамики.
Воздействие на организм человека:

Предельно допустимая норма суточного потребления добавки Е-172 составляет 0,5 мг/кг массы тела человека. В малых дозах железо полезно для организма (повышает уровень гемоглобина в крови). Но при передозировке железа, оно может нанести ощутимый вред здоровью. При высокой концентрации железа в организме идет выработка свободных радикалов, что может привести к сердечным приступам и инсультам. Кроме того, накапливание железа в печени провоцирует рак печени, однако это свойственно людям с генетическим заболеванием гемохромотоз. В здоровом организме при соблюдении разумных доз потребления железа, оно не наносит ни какого вреда организму человека.

Оксид железа(III)

ТУ 6-09-1404-76

Fe 2 O 3

Оксид железа(III) - сложное неорганическое вещество, соединение железа и кислорода с химической формулой Fe 2 O 3 .

Оксид железа(III) - амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Красно-коричневого цвета. Термически устойчив к высоким температурам. Образуется при сгорании железа на воздухе. Не реагирует с водой. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды - шпинели.

В природе встречается как широко распространённый минерал гематит, примеси которого обусловливают красноватую окраску латерита, краснозёмов, а также поверхности Марса; другая кристаллическая модификация встречается как минерал маггемит.

Окись железа Fe 2 O 3 представляет собой кристаллы от красно-коричневого до черно-фиолетового цвета. Химикат термически устойчив. Нет реакции с водой. Медленная реакция с щелочами и кислотами.

Окись железа Fe 2 O 3 применяют в качестве сырья производства чугуна в доменном техпроцессе. Этот химикат является катализатором в техпроцессе изготовления аммиака. Он входит в керамику в качестве одного из компонентов, его применяют при изготовлении минеральных красок и цветных цементов. Окись железа Fe2O3 эффективна при термической сварке стальных элементов конструкций. С этим веществом связана запись звука и изображения на магнитных носителях. Fe2O3 является качественным полирующим средством для полировки стальных и стеклянных деталей.

В железном сурике является главной компонентой. Fe 2 O 3 в пищевой отрасли является достаточно распространенной пищевой добавкой E172.

Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	159,69 г/моль
Плотность	5,242 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	1566 °C
Т. кип.	1987 °C
Давление пара	0 ± 1 мм рт.ст.

Fe 2 O 3 применяется при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок , при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах (ферримагнитный γ -Fe 2 O 3), как полирующее средство (красный крокус) для стали и стекла.

В пищевой промышленности используется в качестве пищевого красителя (E172).

В ракетомоделировании применяется для получения катализированного карамельного топлива, которое имеет скорость горения на 80% выше, чем обычное топливо.

Является основным компонентом железного сурика (колькотара).

В нефтехимической промышленности используется в качестве основного компонента катализатора дегидрирования при синтезе диеновых мономеров .