酸化鉄（さんかてつ）は鉄の酸化物の総称。酸化数に応じて酸化鉄(II) (FeO) や酸化鉄(III) (Fe2O3) など組成が異なるものが知られる。いずれも鉄の酸化物であり、錆を構成する成分である。
酸化鉄は自然界では鉱物として見いだされ、代表的なものは赤鉄鉱（ヘマタイト）、赤褐鉄鉱(リモナイト)、磁鉄鉱（マグネタイト）[1] ウスタイト、磁赤鉄鉱(マグヘマイト)[2]である。
金属鉄が酸素によって酸化された際に生じる酸化鉄（さんかてつ、iron oxide）、水酸化鉄およびオキシ水酸化鉄は合わせて16種類が知られている[3]。普通の条件では、条件により偏りはあるにしろ、金属鉄が酸化されてこれらの化合物の不定比の混合物を与える。また準安定状態であるものも多く、加熱等の繰り返しにより鉄の酸化物の組成は変化してゆくことが多い。
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酸化物 [編集]
凡例 組成式 – 化合物名（鉱物名）
FeO – 酸化鉄(II), (ウスタイト)
Fe3O4 – 酸化鉄(II,III)、(磁鉄鉱)
Fe2O3 – 酸化鉄(III)
α-Fe2O3 – α-酸化鉄(III) 、（赤鉄鉱、ヘマタイト）
β-Fe2O3 – β-酸化鉄(III)
γ-Fe2O3 – γ-酸化鉄(III) 、（磁赤鉄鉱、マグヘマタイト）
ε-Fe2O3 – ε-酸化鉄(III)
オキシ水酸化物 [編集]
α-FeOOH – α-オキシ水酸化鉄、（針鉄鉱、goethite）
β-FeOOH – β-オキシ水酸化鉄、（アカゲネイト、akaganéite）
γ-FeOOH – γ-オキシ水酸化鉄、（鱗鉄鉱、 lepidocrocite ）
δ-FeOOH – δ-オキシ水酸化鉄、（フェロオキシハイト、feroxyhyte）
Fe5HO8·4H2O approx.、(フェリヒドライト、ferrihydrite )
高圧FeOOH
（シュバルトマンナイト、schwertmannite）
FeIIIxFeIIy(OH)3x+2y-z(A-)z[4]（緑錆）
水酸化物 [編集]
Fe(OH)2 – 水酸化鉄(II)
Fe(OH)3 – 水酸化鉄(III) 、(パーナライト、bernalite)
鉄錆 [編集]
金属鉄は酸化還元電位がプロトンより正であるため、酸性水溶液中では酸化されて金属鉄からFe2+イオンが溶けだすが、それが酸素により酸化されることで様々な種類の鉄の酸化物を生成し、それらは鉄錆として知られている。 水溶液中ではpHに依存してFe(OH)2（緑色）からα-、β-、γ-、δ-オキシ水酸化鉄（褐色）から酸化鉄(II,III)まで様々な組成の酸化物が生成する[5]。
鉄表面の不動態皮膜もこれらのオキシ水酸化鉄や酸化鉄(II,III)により構成されると考えられているが、赤熱した鉄に水蒸気を反応させる焼き止め処理により生成する黒錆では、酸化皮膜は酸化鉄(II,III)や酸化鉄(II)などにより強固な酸化被膜が形成される。