DESCRIPTION:
L'oxyde de fer (II, III), ou oxyde de fer noir, est le composé chimique de formule Fe3O4.
L'oxyde de fer noir est présent dans la nature sous forme de magnétite minérale.
L'oxyde de fer noir est l'un des nombreux oxydes de fer, les autres étant l'oxyde de fer (II) (FeO), qui est rare, et l'oxyde de fer (III) (Fe2O3), également présent naturellement sous forme d'hématite minérale.


Numéro CAS : 1317-61-9
Numéro de la Communauté européenne (CE) : 235-442-5
Nom IUPAC : oxoiron ; oxo(oxoferriooxy)fer
Formule moléculaire : Fe3O4


Le noir d'oxyde de fer contient à la fois des ions Fe2+ et Fe3+ et est parfois formulé sous la forme FeO ∙ Fe2O3.
Cet oxyde de fer se rencontre en laboratoire sous forme de poudre noire.
L'oxyde de fer noir présente un magnétisme permanent et est ferrimagnétique, mais est parfois décrit à tort comme ferromagnétique.

Son utilisation la plus répandue est comme pigment noir (voir : Mars Black).
À cette fin, l'oxyde de fer noir est synthétisé plutôt que d'être extrait du minéral naturel, car la taille et la forme des particules peuvent varier selon la méthode de production.

Oxyde de fer noir contenant du fer et de l'oxygène et utilisé en cosmétique comme colorant.
L'oxyde de fer noir est naturellement disponible à partir de la magnétite minérale. Cependant, pour une utilisation dans les cosmétiques, l'oxyde de fer noir est fabriqué synthétiquement pour filtrer toutes les impuretés.
En général, les oxydes de fer durent longtemps, une fois qu'ils sont appliqués, ils n'ont généralement pas besoin d'être réappliqués.

Le noir d'oxyde de fer est un pigment inorganique de haute pureté.
La plage de taille des particules d'oxyde de fer noir est de 0,3 à 5,0 micromètres.
La taille moyenne des particules d'oxyde de fer noir est de 2,27 micromètres.

Oxyde de fer noir Fournit une pureté et une saturation de couleur supérieures.
Le noir d'oxyde de fer a une dispersibilité exceptionnelle, pas de formation d'agrégats.










PRÉPARATION DU NOIR D'OXYDE DE FER :
Le fer métallique chauffé interagit avec la vapeur pour former de l'oxyde de fer et de l'hydrogène gazeux.
3Fe+4H2O ⟶ Fe3O4+4H2
Dans des conditions anaérobies, l'hydroxyde ferreux (Fe(OH)2) peut être oxydé par l'eau pour former de la magnétite et de l'hydrogène moléculaire.
Ce processus est décrit par la réaction de Schikorr :
3Fe(OH)2hydroxyde ferreux ⟶ Fe3O4magnétite+H2hydrogène+2H2Oeau
Cela fonctionne parce que la magnétite cristalline (Fe3O4) est thermodynamiquement plus stable que l'hydroxyde ferreux amorphe (Fe(OH)2 ).

La méthode Massart de préparation de la magnétite sous forme de ferrofluide, est pratique en laboratoire : mélanger le chlorure de fer(II) et le chlorure de fer(III) en présence d'hydroxyde de sodium.
Une méthode plus efficace de préparation de la magnétite sans résidus gênants de sodium consiste à utiliser de l'ammoniac pour favoriser la co-précipitation chimique des chlorures de fer : mélangez d'abord des solutions de 0,1 M FeCl3•6H2O et FeCl2•4H2O sous agitation vigoureuse à environ 2 000 tr/min.

Le rapport molaire FeCl3:FeCl2 doit être d'environ 2:1. Chauffer le mélange à 70 °C, puis augmenter la vitesse d'agitation à environ 7500 tr/min et ajouter rapidement une solution de NH4OH (10 % volume).
Un précipité sombre de nanoparticules de magnétite se forme immédiatement.
Dans les deux méthodes, la réaction de précipitation repose sur la transformation rapide des ions de fer acides en la structure d'oxyde de fer spinelle à pH 10 ou plus.

Le contrôle de la formation de nanoparticules de magnétite présente des défis : les réactions et les transformations de phase nécessaires à la création de la structure spinelle de magnétite sont complexes.
Le sujet est d'une importance pratique car les particules de magnétite présentent un intérêt dans les applications bioscientifiques telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM), dans laquelle les nanoparticules de magnétite d'oxyde de fer présentent potentiellement une alternative non toxique aux agents de contraste à base de gadolinium actuellement utilisés.
Cependant, les difficultés de contrôle de la formation des particules, frustrent encore la préparation de particules de magnétite superparamagnétiques, c'est-à-dire : des nanoparticules de magnétite avec une coercivité de 0 A/m, c'est-à-dire qu'elles perdent complètement leur aimantation permanente en l'absence d'un apport externe. champ magnétique.

Les plus petites valeurs actuellement rapportées pour les nanoparticules de magnétite sont Hc = 8,5 A m−1, tandis que la plus grande valeur d'aimantation rapportée est de 87 Am2 kg−1 pour la magnétite synthétique.
La qualité de pigment Fe3O4, dite magnétite synthétique, peut être préparée à l'aide de procédés utilisant des déchets industriels, de la ferraille ou des solutions contenant des sels de fer (par exemple, ceux produits comme sous-produits dans des procédés industriels tels que le traitement en cuve acide (décapage) de l'acier) :
Oxydation du métal Fe dans le procédé de Laux où le nitrobenzène est traité avec du fer métallique en utilisant FeCl2 comme catalyseur pour produire de l'aniline :
C6H5NO2 + 3 Fe + 2 H2O → C6H5NH2 + Fe3O4
Oxydation des composés FeII, par exemple la précipitation de sels de fer(II) sous forme d'hydroxydes suivie d'une oxydation par aération où un contrôle minutieux du pH détermine l'oxyde produit.
Réduction de Fe2O3 avec de l'hydrogène :
3Fe2O3 + H2 → 2Fe3O4 +H2O
Réduction de Fe2O3 avec CO :

3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
La production de nanoparticules peut être réalisée chimiquement en prenant par exemple des mélanges de sels FeII et FeIII et en les mélangeant avec un alcali pour précipiter le Fe3O4 colloïdal.
Les conditions de réaction sont critiques pour le procédé et déterminent la taille des particules.

Le carbonate de fer (II) peut également être décomposé thermiquement en fer (II, III):
3FeCO3 → Fe3O4 + 2CO2 + CO


RÉACTIONS DU NOIR D'OXYDE DE FER :
La réduction du minerai de magnétite par le CO dans un haut fourneau est utilisée pour produire du fer dans le cadre du processus de production d'acier :
Fe3O4+4CO ⟶ 3Fe+4CO2

L'oxydation contrôlée du Fe3O4 est utilisée pour produire du pigment brun de qualité γ-Fe2O3 (maghémite) :
2Fe3O4 ⏟ magnétite+12O2 ⟶ 3( −Fe2O3 ) ⏟ maghémite
Une calcination plus vigoureuse (torréfaction à l'air) donne une qualité de pigment rouge α-Fe2O3 (hématite) :
2Fe3O4 ⏟ magnétite+12O2 ⟶ 3( −Fe2O3 ) ⏟ hématite

STRUCTURE DE L'OXYDE DE FER NOIR :
Fe3O4 a une structure de groupe spinelle inverse cubique qui consiste en un réseau cubique compact d'ions oxyde où tous les ions Fe2+ occupent la moitié des sites octaédriques et les Fe3+ sont répartis uniformément entre les sites octaédriques restants et les sites tétraédriques.

FeO et γ-Fe2O3 ont un réseau cubique similaire d'ions oxyde, ce qui explique l'interchangeabilité facile entre les trois composés lors de l'oxydation et de la réduction, car ces réactions entraînent une modification relativement faible de la structure globale.
Les échantillons de Fe3O4 peuvent être non stoechiométriques.

Le ferrimagnétisme de Fe3O4 survient parce que les spins électroniques des ions FeII et FeIII dans les sites octaédriques sont couplés et les spins des ions FeIII dans les sites tétraédriques sont couplés mais antiparallèles aux premiers.
L'effet net est que les contributions magnétiques des deux ensembles ne sont pas équilibrées et qu'il existe un magnétisme permanent.

A l'état fondu, des modèles contraints expérimentalement montrent que les ions fer sont coordonnés à 5 ions oxygène en moyenne.
Il existe une distribution des sites de coordination à l'état liquide, la majorité des FeII et FeIII étant 5-coordonnées à l'oxygène et des populations minoritaires de fer à coordination 4 et 6 fois.


Fe3O4 est ferrimagnétique avec une température de Curie de 858 K (585 °C).
Il y a une transition de phase à 120 K (-153 ° C), appelée transition de Verwey où il y a une discontinuité dans la structure, la conductivité et les propriétés magnétiques.
Cet effet a été largement étudié et bien que diverses explications aient été proposées, il ne semble pas être entièrement compris.

Bien qu'il ait une résistivité électrique beaucoup plus élevée que le fer métallique (96,1 nΩ m), la résistivité électrique de Fe3O4 (0,3 mΩ m) est nettement inférieure à celle de Fe2O3 (environ kΩ m).
Ceci est attribué à l'échange d'électrons entre les centres FeII et FeIII dans Fe3O4

Fe3O4 est utilisé comme pigment noir et est connu sous le nom de CI pigment black 11 (CI No.77499) ou Mars Black.



Le noir d'oxyde de fer est utilisé comme source de Fe dans les applications céramiques, en particulier dans les vitrages où le prix et sa couleur brute noire sont importants.
L'oxyde de fer fournit la couleur de la glaçure après avoir été cuit à haute température.
Des grades à haute pureté et à faible teneur en métaux lourds sont disponibles.
Nos produits en poudre de fer noir contiennent 98 % ou plus de Fe3O4.

La poudre noire d'oxyde de fer est également utilisée comme colorant pour une large gamme de produits non céramiques.

Certains pigments d'oxyde de fer sont largement utilisés dans le domaine cosmétique.
Ils sont considérés comme non toxiques, résistants à l'humidité et non saignants.
Les oxydes de fer classés sans danger pour un usage cosmétique sont produits synthétiquement afin d'éviter l'inclusion d'impuretés normalement présentes dans les oxydes de fer naturels.

L'oxyde de fer noir ou la magnétite est également utilisé à des fins de résistance à la corrosion.
Le noir d'oxyde de fer est également utilisé dans les peintures anti-corrosion (utilisées dans de nombreux ponts et dans la tour Eiffel).

Les oxydes de fer sont utilisés comme agent de contraste en imagerie par résonance magnétique, pour raccourcir les temps de relaxation des protons (T1, T2 et T2).
Les agents de contraste super paramagnétiques sont composés d'un noyau magnétique cristallin insoluble dans l'eau, généralement de la magnétite (Fe3O4).

Le diamètre moyen du noyau varie de 4 à 10 nm.
Ce noyau cristallin est souvent entouré d'une couche de dextrine ou de dérivés d'amidon.
La taille totale de la particule est exprimée comme le diamètre moyen des particules hydratées


UTILISATIONS DU NOIR D'OXYDE DE FER :
Fe3O4 est utilisé comme catalyseur dans le procédé Haber et dans la réaction de conversion eau-gaz.
Ce dernier utilise un HTS (catalyseur de déplacement à haute température) d'oxyde de fer stabilisé par de l'oxyde de chrome.
Ce catalyseur fer-chrome est réduit au démarrage du réacteur pour générer Fe3O4 à partir de α-Fe2O3 et Cr2O3 en CrO3.

Le bleuissement est un processus de passivation qui produit une couche de Fe3O4 à la surface de l'acier pour le protéger de la rouille. Avec le soufre et l'aluminium, c'est un ingrédient de la thermite de coupe de l'acier.

Utilisations médicales :
Les nanoparticules de Fe3O4 sont utilisées comme agents de contraste en IRM.

Ferumoxytol, vendu sous les marques Feraheme et Rienso, est une préparation intraveineuse de Fe3O4 pour le traitement de l'anémie résultant d'une maladie rénale chronique.
Ferumoxytol est fabriqué et distribué dans le monde entier par AMAG Pharmaceuticals.

Occurrence biologique :
La magnétite a été trouvée sous forme de nanocristaux dans des bactéries magnétotactiques (42–45 nm) et dans le tissu du bec des pigeons voyageurs.


APPLICATIONS DU NOIR D'OXYDE DE FER :
Le noir d'oxyde de fer est largement utilisé dans l'industrie comme pigments, auxiliaires de traitement, composant de matière première.
Le noir d'oxyde de fer est utilisé dans les produits suivants : produits de revêtement, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler, produits de traitement de surface non métalliques, produits de traitement de surface métallique, encres et toners.
Le noir d'oxyde de fer est utilisé dans les liquides/détergents de lavage en machine, les produits d'entretien automobile, les peintures, les revêtements, les adhésifs, les parfums et les désodorisants, les liquides de refroidissement dans les réfrigérateurs, les radiateurs électriques à base d'huile.

Le noir d'oxyde de fer donne aux cosmétiques une couleur spécifique, qui peut aller du rose au noir.
Iron Oxide Black peut être utilisé seul dans des applications de soins corporels ou pour approfondir le ton d'autres couleurs dans diverses applications.
Le noir d'oxyde de fer peut être utilisé pour teinter des produits cosmétiques tels que des fonds de teint, des fards à joues, des fards à paupières, des eye-liners ainsi que pour colorer des savons.

L'oxyde de fer noir s'est avéré stable dans les savons et ne changera pas de forme ou de couleur lors du processus à froid ou ne fondra pas et ne versera pas les savons.
Voici d'autres utilisations de la poudre d'oxyde noir que vous voudrez peut-être créer :
• Correcteur
• Exfoliant
• Eye-liner
• Le fard à paupières
• Fondation
• Doublure de cils
• Poudre libre
• Masque Peel-off



COMMENT UTILISER L'OXYDE DE FER NOIR ?
Pour faire fondre et verser du savon, le pigment en poudre d'oxyde noir doit idéalement être d'abord soigneusement mélangé avec de la glycérine pour se débarrasser des taches et peut ensuite simplement être ajouté au savon fondu et versé.
De plus, vous devez agiter correctement tous les produits contenant cette poudre pour vous assurer que la couleur est bien mélangée.
L'un des inconvénients cependant est qu'il a tendance à s'agglutiner et vous devrez faire particulièrement attention à le désagréger avant de l'ajouter à votre recette.

Pour démêler au préalable, utilisez un mélangeur à main pour pré-mélanger votre pigment avec une huile fixe désodorisée, comme l'huile d'amande douce ou l'huile d'olive, avant de l'ajouter à votre savon.
Cela aidera à disperser et à briser les touffes.
L'huile colorée peut ensuite être ajoutée à la pâte à savon à la trace lors de la fabrication de savon à froid.


CARACTÉRISTIQUES DE L'OXYDE DE FER NOIR :
• Haute opacité
• Fort pouvoir colorant
• Dispersibilité facile
• Excellente solidité à la lumière
• Parfaite résistance aux intempéries







AVANTAGES DE L'OXYDE DE FER NOIR :
Outre sa couleur, la poudre d'oxyde noir offre une excellente protection contre les rayons UV nocifs que même les écrans solaires conventionnels peuvent ne pas avoir.
Lorsqu'ils sont appliqués sur les soins de la peau, ils offrent une belle teinte qui peut rendre le produit plus esthétique et atténuer l'apparence des imperfections sur la peau.
La poudre d'oxyde noir réduit également la fonte blanche que de nombreuses formules minérales peuvent laisser derrière elles.


PROPRIÉTÉS CHIMIQUES ET PHYSIQUES DU NOIR D'OXYDE DE FER :
Formule chimique Fe3O4 FeO.Fe2O3
Masse molaire 231,533 g/mol
Apparence poudre noire solide
Densité 5 g/cm3
Point de fusion 1597 ° C (2907 ° F; 1870 K)
Point d'ébullition 2623 ° C (4753 ° F; 2896 K)
Indice de réfraction (nD) 2,42
Poids moléculaire 231,53 g/mol
Nombre de donneurs d'obligations hydrogène 0
Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène 4
Nombre de liaisons rotatives 0
Masse exacte 231,784465 g/mol
Masse monoisotopique 231,784465 g/mol
Surface polaire topologique 60,4 Å ²
Nombre d'atomes lourds 7
Charge formelle 0
Complexité 36,2
Nombre d'atomes isotopiques 0
Nombre de stéréocentres atomiques définis 0
Nombre de stéréocentres d'atomes non définis 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis 0
Nombre de stéréocentres de liaison indéfinis 0
Nombre d'unités liées par covalence 2
Le composé est canonisé Oui
Article Norme
Fe2O3 % 95,0 min.
Valeur PH 5.0-7.5
Contenu soluble dans l'eau % 0,5 max.
Résidus de tamis （ 325mesh ） 0,10 max.
Substance volatile 105 ℃ 1,0 max.
Absorption d'huile mL/100g 25,0
Teinte (par rapport à la norme) ΔE 1,0 max.
Force de teinture (par rapport à la norme) 95,00-105,00
Densité g/ml 4,5
Taille des particules : 2 microns
Composition : 97% d'oxyde de fer minimum
Forme : poudre
Couleur : noir mat
Odeur : inodore
Solubilité : insoluble
Ingrédients : oxyde de fer noir
Contenu (Fe3O4) % ≥90
Absorption d'huile ml/100g15~25
Rés. sur 325 mesh %≤0.5
Sels solubles dans l'eau %≤0.5
Humidité %≤1,5
Valeur pH 5~8
Perte d'allumage (1 000 oC, ½ h) %≤5,0
Densité apparente g/cm30.8~1.2
Gravité spécifique g/cm34.6
Taille des particules BET µm0.15Micrographies électroniques
Dispersibilité (Hegman) µm20/30/40
Force de teinture (par rapport à la norme) % 95 ~ 105
Différence de couleur △ E (par rapport à la norme) ≤ 1,0



INFORMATIONS DE SÉCURITÉ SUR L'OXYDE DE FER NOIR :
Premiers secours:
Description des premiers secours :
Conseil général :
Consultez un médecin.
Montrer cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortir de la zone dangereuse :

Si inhalé :
En cas d'inhalation, transporter la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Enlever immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.

En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport à l'hôpital.

En cas d'ingestion:
NE PAS faire vomir.
Ne portez rien à la bouche d'une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.

Lutte contre l'incendie:
Moyens d'extinction:
Moyens d'extinction appropriés :
Utiliser de l'eau pulvérisée, de la mousse résistant à l'alcool, de la poudre chimique sèche ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, Oxydes d'azote (NOx), Gaz chlorhydrique

Conseils aux pompiers :
Porter un appareil respiratoire autonome pour la lutte contre l'incendie si nécessaire.
Mesures de rejet accidentel:
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.

Éviter de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.

Précautions environnementales:
Empêcher d'autres fuites ou déversements si cela est possible en toute sécurité.
Ne laissez par le produit entrer dans des canalisations.
Le rejet dans l'environnement doit être évité.

Méthodes et matériel de confinement et de nettoyage :
Enlever avec un absorbant inerte et éliminer comme un déchet dangereux.
Gardez à récipients adaptés et fermés pour l'élimination.

Manipulation et stockage:
Précautions à prendre pour une manipulation sans danger:
Éviter l'inhalation de vapeur ou de brouillard.

Conditions d'un stockage sûr, y compris d'éventuelles incompatibilités:
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien ventilé.
Les contenants ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus debout pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives

Contrôle de l'exposition / protection individuelle:
Paramètres de contrôle:
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient pas de substances avec des valeurs limites d'exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition:
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d'hygiène industrielle et aux consignes de sécurité.
Se laver les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.

Équipement de protection individuelle:
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (US) ou EN 166 (EU).

Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utilisez des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois applicables et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.

Coordonnées complètes :
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur de couche minimale : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériel testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
Contact anti-éclaboussures
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur de couche minimale : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériel testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
Il ne doit pas être interprété comme offrant une approbation pour un scénario d'utilisation spécifique.

Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques, Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire:
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs purificateurs d'air sont appropriés, utiliser un respirateur intégral avec une combinaison polyvalente (US) ou des cartouches de respirateur de type ABEK (EN 14387) en complément des contrôles techniques.

Si le respirateur est le seul moyen de protection, utiliser un respirateur à adduction d'air intégral.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher d'autres fuites ou déversements si cela est possible en toute sécurité.
Ne laissez par le produit entrer dans des canalisations.
Le rejet dans l'environnement doit être évité.

Stabilité et réactivité:
Stabilité chimique:
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux:
Des produits en décomposition peuvent être dangereux en cas de feu.
Oxydes de carbone, Oxydes d'azote (NOx), Gaz chlorhydrique.

Considérations relatives à l'élimination :
Modes de traitement des déchets :
Produit:
Offrez des solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d'élimination agréée.
Contactez un service d'élimination des déchets professionnel agréé pour éliminer ce matériau.
Emballages contaminés :
Jeter comme produit non utilisé



SYNONYMES D'OXYDE DE FER NOIR :
Oxyde de fer noir
Oxyde de fer(II,III)
12227-89-3
oxoir;fer oxo(oxoferriooxy)
EINECS 235-442-5
120899-48-1
Fe3O4
Oxyde de fer(II,III), CP
oxo[(oxoferrio)oxy]fer; oxoir
SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N
PD061032
Oxyde de fer(II,III), poudre, <5 mum, 95%
EN300-178368
Oxyde de fer(II,III), base à 99,99% d'oligo-métaux
Q411235
Oxyde de fer(II,III), nanopoudre, granulométrie 50-100 nm (SEM), 97 % de métaux traces