Óxido de hierro

En el campo de la química existen varios tipos de compuestos químicos de gran importancia, uno de ellos son los óxidos. Éstos, son un tipo de compuesto binario, es decir, están compuestos por dos elementos químicos en los cuales los átomos de oxígeno logran unirse a otros elementos distintos. Este es el caso del óxido de hierro, un compuesto químico que está formado por hierro y por oxígeno.

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¿Qué es el óxido de hierro?

El óxido de hierro es un tipo de compuesto químico que está formado por hierro y por oxígeno. En total se conocen 16 diferentes tipos de óxidos de hierro los cuales se dividen o ubican en tres diferentes categorías: óxidos, hidróxidos y oxihidróxidos.

Características del óxido de hierro

Entre las características más representativas del óxido de hierro se encuentran las siguientes:

• Es un compuesto químico que está formado básicamente por oxígeno y por hidrógeno.
• Se formó en la superficie de la tierra hace millones de años debido a los movimientos tectónicos.
• Puede tener diferentes tonalidades de color las cuales van desde el amarillo, ocre, hasta las negras, rojas y marrones.
• Son iónicos y además cristalinos.
• Se encuentran de forma esparcida formando parte de los suelos, de la masa vegetal y pueden ser encontrados también en los organismos vivos.
• Existe un total de 16 diferentes óxidos de hierro de los cuales la mayoría son de origen natural.
• Pueden también ser producidos por medio de condiciones extremas en la temperatura y en la presión. Los más conocidos son la hematita, la maghemita y la magnetita.

Estructura

Por lo general, los óxidos de hierro tienen un tipo de estructura tetraédrica y en algunas ocasiones octaedros en los cuales existe un centro de hierro. Estas estructuras siempre van a depender de las condiciones que existan de presión y de temperatura. Es común observar que los aniones se alineen para dar forma a láminas en cuyos huecos se alojan los cationes.

Fórmula

La fórmula química del óxido de hierro se conoce como Fe3O4.

Nomenclatura

Para nombrar el óxido de hierro se utilizan los tres diferentes tipos de nomenclaturas que existen, estos son los siguientes:

• Nomenclatura Tradicional: en este tipo de nomenclatura se utiliza el prefijo “ferr” cuando el hierro tiene una valencia de +3 y “oso” cuando la valencia es +2. Por ejemplo: óxido férrico.
• Nomenclatura Stock: en este sistema se toma en cuenta la valencia que tenga el hierro.
• Nomenclatura Sistemática: en ese tipo de nomenclatura se toma en cuenta los números de oxígeno y de hierro y se nombran utilizando prefijos griegos. Se pueden utilizar por ejemplo, los prefijos mono, di, tri, etc.

Propiedades físicas del óxido de hierro

Entre sus principales propiedades físicas se mencionan las siguientes:

• Son compuestos polimorfos por lo que pueden llegar a tener diferentes tipos de estructuras en un mismo compuesto.
• Poseen una serie de propiedades de tipo magnéticas las cuales pueden ser anti o ferro magnéticas.
• Puede ser encontrado en estado sólido.
• Por lo general tiene un color rojo pardo.
• No tiene ningún tipo de olor.
• Tiene una densidad promedio de 5.2 g/cm cúbico.
• Son insolubles en presencia de agua pero tienen solubilidad cuando se encuentran ante el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico.

Propiedades químicas

Algunas de las propiedades químicas del óxido de hierro se mencionan a continuación:

• Tiene la capacidad de entrar en un proceso de combustión lo que le habilita a producir grandes explosiones.
• Es un compuesto inestable desde el punto de vista termodinámico cuando se encuentra por debajo de los 575° C.
• Pueden llegar a reaccionar con ácidos y con agentes reductores fuertes en reacciones redox.
• Es capaz de llegar a cambiar los electrones del hierro en el penúltimo nivel de la energía cuando se modifica el spin.

Obtención

El óxido puede ser obtenido primeramente de forma natural pues es un producto que se formó hace millones de años. En este caso, puede ser extraído en las minas que son explotadas a cielo abierto o pueden también ubicarse en la parte interna de la mina cuando se abren cavidades en el filón. Posteriormente, se debe de someter a un delicado proceso de selección y clasificación para luego pasar a una fase de envasado.

Puede también ser obtenido por medio de una reacción química en la cual se añaden diferentes tipos de ácidos a la chatarra o metal y luego, son sometidas a altas temperaturas y presiones para lograr crear de esta manera una pasta la cual tendrá una tonalidad que dependerá en gran manera del ácido y de la temperatura que haya sido utilizada. Luego, la pasta que se obtiene es secada y luego envasada para su adecuada comercialización.

Usos del óxido de hierro

Los óxidos de hierro en estado natural son muy utilizados como pigmentos los cuales resultan ser fundamentales en algunos tipos de aplicaciones industriales. Ha sido aprobado por la Administración de alimentos y medicamentos para que sea utilizado también en productos cosméticos y tintas, como las que se utilizan para la realización de tatuajes.

Tanto el hierro natural como el de tipo sintético pueden también ser utilizados en la industria del cemento pues es el medio ideal para poder darle color a este tipo de material con el objetivo de crear colores para estucos, tejas, bloques, etc. Es un componente fundamental en la fabricación de pinturas, impermeabilizantes, pinturas decorativas y diferentes tipos de recubrimientos.

Es también usado para la fabricación de algunos plásticos como el PVC y en la industria de la fabricación de papel. Tiene también una función importante en la industria del vidrio, la cerámica y en la producción de asfaltos. Al tener una alta cantidad de energía de cristalización, es utilizado también en el campo de la nanotecnología.

Riesgos

Por lo general, las partículas de este tipo de óxido logran ingresar al cuerpo humano por medio de la vía respiratoria y cuando esto sucede, se puede presentar una condición llamada neumoconiosis, la cual produce síntomas como la disnea, la tos y la expectoración que puede incluso llegar a producir una fibrosis pulmonar. El óxido de hierro puede resultar muy tóxico cuando es inhalado por el ser humano, cuando se está expuesto al humo que se genera con su quema, se puede provocar una enfermedad similar a la gripe. Cuando se está expuesto al óxido sin protección visual, éste puede incluso llegar a teñir los ojos debido a la presencia de hierro. En el caso del óxido de hierro tipo férrico, se pueden llegar a producir grandes explosiones si no se trata de forma correcta porque este tipo de óxido es sumamente inflamable y puede encenderse incluso en el aire de forma espontánea.