化学
高校生

黄鉄鉱と酸素の反応。4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2になるんですが、
鉄の酸化物は僕が知ってる限りFeO Fe2O3 Fe3O4と3つあるのですが、この反応ではなぜFe2O3になるのでしょうか。

回答

この回答がベストアンサーに選ばれました。

同じ質問がありましたから、
引用させて頂きました。以下。

Fe3O4やFeOはFe^2+を含んでいます。Fe^2+は燃焼のような酸化的条件下では不安定です。なぜなら、Fe^2+はFe^3+になることができ、酸化的な状況ならすぐFe^3+になるからです。

Fe3O4はわかりづらいですが、詳しく書くと(Fe^2+)(Fe^3+)2O4となり、Fe^3+の半分の量のFe^2+を持っています。ちなみに、こういう、同一元素で二つ以上の酸化数の化学種を持つ化合物の事を混合原子価化合物といいます。

黄鉄鉱を燃焼すると、こうしたFe^2+を含むものは反応途中でできていたとしても、すべてFe^3+になる、つまりすべてFe2O3になります。

詳しくは、こちらのレポートに載っています。
「MECHANISMS OF PYRITE OXIDATION TO NONSLAGGING SPECIES」

"~ time-resolved phase identifications of extraneous pyrite combustion products were
used to determine a pyrite oxidation pathway. Combustion tests indicated that pyrite oxidizes
through the following reaction sequence:
FeS2→ FeS→ FeO→ Fe3O4→ Fe2O3 .~”

となっていて、実際に反応の「途中」ではFeOもFe3O4も生成しているようです。

普通、黄鉄鉱の燃焼というと完全に燃焼させてしまう(酸化を最後まで進行させてしまう)ので、こういったものは「最終的には」出現しない、ということです。

以上、chiebukuroより引用🙇

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