氢氧化亚铁

一种无机化合物，属于难溶于水的弱碱

氢氧化亚铁

氢氧化亚铁（英文名：ferrous hydroxide或Iron(II) hydroxide[0][1]）是一种无机化合物，属于难溶于水的弱碱，化学式为Fe(OH)2，摩尔质量为89.86 g/mol，为白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体。[4][3][0][5]氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁，在空气不存在的情况下硝基化合物、亚硝基化合物、硝酸烷酯、亚硝酸烷酯、胲和醌等都能氧化碱性的氢氧化亚铁溶液，产生红棕色到棕色的氢氧化铁沉淀。其还可以与酸反应，例如，氢氧化亚铁与硝酸反应产生一氧化氮气体等。[6][7]氢氧化亚铁主要是通过Fe2+与OH-反应生成制得，制备过程中需要隔绝氧气等氧化性物质[8]，可采用有机层隔离法、还原性气体保护法、电解法等。[8]例如，有机层隔离法中，采用如汽油、苯等比水轻的有机溶剂对反应体系进行液封，从而防止生成的Fe(OH)2被氧化。[8]

氢氧化亚铁（英文名：ferrous hydroxide或Iron(II) hydroxide[1][2]）是一种无机化合物，属于难溶于水的弱碱，化学式为Fe(OH)2，摩尔质量为89.86 g/mol，为白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体。[5][4][1][6]氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁，在空气不存在的情况下硝基化合物、亚硝基化合物、硝酸烷wán酯zhǐ、亚硝酸烷酯、胲和醌kūn等都能氧化碱性的氢氧化亚铁溶液，产生红棕色到棕色的氢氧化铁沉淀。其还可以与酸反应，例如，氢氧化亚铁与硝酸反应产生一氧化氮气体等。[7][8]

氢氧化亚铁主要是通过Fe2+与OH-反应生成制得，制备过程中需要隔绝氧气等氧化性物质[9]，可采用有机层隔离法、还原性气体保护法、电解法等。[9]例如，有机层隔离法中，采用如汽油、苯等比水轻的有机溶剂对反应体系进行液封，从而防止生成的Fe(OH)2被氧化。[9]

在水处理中，氢氧化亚铁可净化浑浊水，还能在湿地等水系统中去除有毒的硒xī酸盐和亚硒酸根离子。[10][11]在工业领域，氢氧化亚铁可用于防止化合物的水解，还能作为吸氧剂，吸收水中的溶解氧等。[12][13]在医药领域，氢氧化亚铁可用于解砷shēn毒、鉴别含有硝基取代基的二氢吡啶dìng类药物等。[14][15][16]此外，氢氧化亚铁还可作为镍niè铁电池负极材料等。[11][17]

物理性质

氢氧化亚铁的摩尔质量为89.86 g/mol，密度3.40 g/cm3。其不溶于碱溶液，难溶于水，溶于酸、氯化铵溶液。氢氧化亚铁属于六方晶系，晶格常数α0=0.3258 nm，C0=0.4605 nm。[4][1][6]

氢氧化亚铁为白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体，Fe(OH)2在溶液中析出时，不同晶型颜色不一样，当沉淀是六方晶型时为淡绿色，当沉淀是无定形时为白色，而无定形沉淀的颗粒直径在2×10-6 m以下，在沉淀形式中颗粒最小。[1][6]

氧化还原反应

氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁：[8]

在空气不存在的情况下硝基化合物、亚硝基化合物、硝酸烷酯、亚硝酸烷酯、胲和醌等能氧化碱性的氢氧化亚铁溶液，产生红棕色到棕色的氢氧化铁沉淀，例如：[7]

硝基物被还原的速率与它在碱溶液中的溶度有关，例如对硝基苯甲酸能溶在碱溶液中，很容易被还原，而α-硝基萘的溶度小，则需振荡30秒钟后，才起反应。[7]

与酸反应

氢氧化亚铁与非氧化性酸反应：[8]

氢氧化亚铁是不溶性碱，能跟酸反应生成亚铁盐。例如，氢氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁：[18]

氢氧化亚铁可与氧化性酸反应，例如，氢氧化亚铁与硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水：[8]

分解反应

氢氧化亚铁在受热时会发生分解反应，生成氧化铁和水：[1][19]

水处理

硫酸亚铁又名绿矾、铁矾或黑矾，常用于净水，其原理与氢氧化亚铁有关：浑浊的水中放入适量的硫酸亚铁后，经电离和水解作用产生氢氧化亚铁胶状微粒。这种氢氧化亚铁胶状微粒能够吸附水中悬浮的杂质而共同沉淀，从而使浑浊的水变得洁净。[10]在湿地等水系统中，氢氧化亚铁可去除有毒的硒酸盐和亚硒酸根离子，氢氧化亚铁将这些离子还原为单质硒，硒不溶于水并沉淀出来。[11]

工业

氢氧化亚铁在缩合反应中用于防止化合物的水解，例如，在苯胺和氯乙酸缩合制备苯基甘氨酸盐的制备过程中，用氢氧化亚铁缩合剂可防止氯乙酸的水解。[12]氢氧化亚铁在工业上还可作为吸氧剂，其有两种使用方式：第一种，在水中可同时加入碱和亚铁盐，产生的氢氧化亚铁可把溶于水中的氧吸收而氧化成氢氧化铁。第二种，为了避免除氧水内固形残留物大量增加，用水洗除氢氧化亚铁中的硫酸钠，须增加必要的储存容器、准确地加入悬浮氢氧化亚铁量，通常加入干的氢氧化亚铁和粉状金属铁的混合物。[13]

医药

氢氧化亚铁可用于解砷毒，如果人畜因不慎而误中砷毒，可服用氧化镁和硫酸亚铁溶液反应而生成的新鲜的氢氧化亚铁悬浮液来解毒。历史上曾以糊精和柠檬酸为配位体的氢氧化亚铁高分子络合物补铁。[14][15][20]另外，对于含有硝基取代基的二氢吡啶类药物，可将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁沉淀，用于鉴别不同药品，如尼莫地平、尼莫地平片、尼莫地平分散片、尼莫地平软胶囊和尼莫地平胶囊等。[16]

其他

氢氧化亚铁还可作为镍铁电池负极材料，负极板上的铁与电解液作用后，转化成氢氧化亚铁。[17]

制备方法

制备原理：[9]成功关键：溶液中不含氧气等氧化性物质，制备过程中保证生成的Fe(OH)2在密闭无空气的体系中。[9]

有机层隔离法

该反应在试管底部进行，需加入隔氧剂，如汽油、苯等比水轻的有机溶剂。如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀；如果反应之后振荡，使白色沉淀接触到氧气，白色沉淀会变为灰绿色，后变为红褐色。[9][5]

有机层隔离法制备氢氧化亚铁
有机层隔离法制备氢氧化亚铁

还原性气体保护法

该方法是先在装置Ⅰ中，将铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，并利用反应产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。[9]

还原性气体保护法制备氢氧化亚铁
还原性气体保护法制备氢氧化亚铁

电解法

该方法中铁作电解池的阳极，NaCl溶液为电解质，其阳极反应为：

阴极反应为：

生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH-)增大，与Fe2+结合生成Fe(OH)2沉淀，汽油起“液封”作用。电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。[9]

电解法制备氢氧化亚铁
电解法制备氢氧化亚铁

自然来源

氢氧化亚铁在矿物中存在，例如，羟铁矿（Amakinite）是一种半透明的黄绿色矿物，它的化学式为(Fe，Mg)(OH)2，通常以斑点状、无面体晶体的形式存在，与其他矿物伴生。[21][22]

除了矿物，水体中还存在铁，其形态多样，包括水合离子、无机络合物、有机络合物以及胶体粒子、悬浮颗粒物等。在还原性环境中，二价铁是主要存在形态，故在地下水和河流湖泊的底层，铁往往呈现出低价态。[23]

健康危害

一般来说，铁对人和动物是低毒或无毒的，但当饮用水源中铁的含量超过一定浓度时，水就会变成黄色或褐色，并产生令人不愉快的金属味，过量的亚铁离子也可抑制体内锌的吸收，对人体健康造成不利影响。[23][24]

化学腐蚀

零件表面的金属材料与周围干燥气体中非电解质液中的有害成分直接接触，发生化学反应造成金属零件的腐蚀称为化学腐蚀。[25]氢氧化亚铁是铁氧化生成铁锈的中间产物：铁在潮湿的空气中先生成氢氧化亚铁Fe(OH)2，继之被氧化成氢氧化铁Fe(OH)3，氢氧化铁以一种疏松的沉淀形式覆盖在金属表面，在吸取空气中的水分的同时，更加速了其腐蚀作用，最后生成水合氧化铁——铁锈（nFeO·mFe2O3·pH2O）。一般铁制品比较容易被大气氧化腐蚀，如各种塔、换热器、反应器、贮罐、泵、压缩机等化工设备的外壁。[26][27]

参考资料 27

  1. 参考 1
  2. 参考 2
  3. Ferrous hydroxide | FeH2O2 | CID 10129897 - PubChem — PubChem
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. Reduction of oxoselenium anions by iron(II) hydroxide — ScienceDirect
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. Mineralogy, geochemistry and occurrences of fougerite in a modern hydrothermal system and its implications for the origin of life — ScienceDirect
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
  27. 参考 27
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