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Eisenoxid Formel - Informatives

Wenn Eisen längere Zeit ungeschützt der Luft oder anderer Feuchtigkeit ausgesetzt ist, fängt es an zu rosten. Rost ist chemisch gesehen Eisenoxid und kann mit einer Formel beschrieben werden.

Eisenoxid als Spuren der Zeit
Eisenoxid als Spuren der Zeit

Eisenoxid gibt es in verschiedenen Formen

Eisenoxid ist, wie der Name schon sagt, eine Verbindung von Eisen und Sauerstoff. Es gibt mehrere Varianten. 

  • Das liegt daran, dass Eisen zweiwertig oder auch dreiwertig auftreten kann. Zweiwertig heißt, es befinden sich 2 Elektronen auf der äußeren Schale. Entsprechend sind es beim dreiwertigen Eisen 3 Elektronen.
  • Im Eisen(II) - oxid liegt das Eisen zweiwertig vor. Es kommt in der Natur als Wüstit (Mineral) vor und ist schwarz. Bei der Reduktion von Eisen(III) - oxid mit Kohlenstoffmonoxid oder Wasserstoff entsteht es. Es bildet sich auch, wenn Eisen mit geringem Sauerstoffdruck oxidiert. Bei der Oxidation mit Wasserdampf sind Temperaturen von mindestens 560o C notwendig, um Eisen(II) - oxid entstehen zu lassen. Fällt die Temperatur darunter, zerfällt es zu Eisen und Eisen(II,III) - oxid.
  • Eisen(II,III) - oxid enthält sowohl zweiwertiges, wie auch dreiwertiges Eisen. Es wird deshalb auch als Trieisentetraoxid bezeichnet und kommt in der Natur als Magnetit vor.
  • Eisen(III) - oxid ist rot und wird oft als Pigment verwendet. Die Farbe nennt sich Eisenoxidrot. Dieses Eisenoxid ist der Hauptbestandteil aller roten, natürlich vorkommenden Erden. Mineralisch kommt Eisen(III) - oxid als Hämatit (Blutstein) oder Maghemit vor.

Der allseits bekannte und eher unbeliebte Rost ist eine Mischung aus mehreren Eisenoxiden.

Jede Variante hat eine eigene Formel

Im Eisen(II) - oxid (FeO) ist, wie oben schon gesagt, das Eisen zweiwertig, Fe2+. Der Sauerstoff O hat 6 Valenzelektronen, O2-. Deshalb ergibt Fe2+ + O2-=> FeO als neutrales Eisen(II) - oxidmolekül. Die zwei Elektronen, die dem Eisenmolekül genommen werden, werden dem Sauerstoffmolekül zugefügt.

  • Eisen(III) - oxid hat die Formel Fe2O3. Hier ist das Eisen dreiwertig, deshalb werden 2 Eisenmoleküle und 3 Sauerstoffmoleküle gebraucht. Sonst geht die Rechnung nicht auf: 2 x 3 Eisenelektronen  werden den Eisenatomen genommen, um sie 2 Sauerstoffatomen zuzufügen   (2 x 3+ = 6+) entspricht (3 x 2- = 6-). Das Ergebnis Fe2O3 , ist wieder ein neutrales Molekül. Technisch wird dieses Eisenoxid aus Eisen(III) - oxidhydroxid gewonnen. Dabei wird dieses über 200 Grad erwärmt. Es bildet sich Eisen(III) - oxid und Wasser:  2FeO(OH) -> Fe2O3 + H2O.
  • Die Formel für Eisen(II,III) - oxid lautet Fe3O4 . Es entsteht bei hohen Temperaturen aus Sauerstoff und Eisen: 3Fe + 2O2 -> Fe3O4. Unterhalb von 560o C reagieren Eisen und Wasser zu Eisen(II,III) - oxid:   3Fe + 4H2O -> Fe3O4 + 4H2 . Bei Temperaturen über 1200o C entsteht es aus Eisen(III) - oxid: 6Fe2O3 -> 4Fe3O4 + O2.
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