二茂铁在常温下是一种橙黄色棱柱状晶体，有樟脑气味，在100℃以上易升华，熔点173~174℃℃，沸点249℃。它能溶于苯、乙醇、乙醚和烃类等许多有机溶剂，不溶于水但随水汽蒸发，常用水汽蒸馏法加以纯化。二茂铁化学性质稳定，400℃以下不分解，在乙醇和乙烷中的紫外光谱于325?nm(ε=50)和440?nm处有极大的吸收值。二茂铁在碱性介质中极稳定，但在酸性介质中易被氧化为蓝绿色的二茂铁离子(Ferricinium)，后者溶于水，可还原为二茂铁，这是个可逆过程。利用此可以用比色分析法测定Fe3+、Mo3+、Re7+等离子，其灵敏度高于其它常规法。
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