Introducción: Generalidades:
§ Óxido de hierro (II) u óxido ferroso (FeO). El polvo de óxido ferroso puede causar explosiones ya que literalmente entra en combustión. En este compuesto, la valencia del hierro es +2. Su forma mineral es la wustita.
§ Óxido de hierro (III) u óxido férrico (Fe2O3). En su estado natural es conocido como hematita.
§ Óxido de hierro (II, III) u óxido ferroso férrico (Fe3O4). En su estado natural es conocido como magnetita, un mineral de color negruzco que constituye una de las fuentes principales de obtención de hierro.
OXIDO FERROSO (FeO)
Estructura: Tiene estructura tipo Cloruro Sódico (NaCl), se trata de un empaquetamiento cúbico compacto de aniones O-2 con todos los huecos octaédricos ocupados por los cationes Fe+2 . Lo podemos ver en la siguiente figura:
Color: Es un sólido negruzco insoluble.
Propiedades:
Este óxido presenta no estequiometria, podemos definir este hecho como la carencia de relación simple (números enteros) entre los elementos que conforman el compuesto, por lo tanto las relaciones existentes entre ellos son mixtas y variables. Lo vemos claramente con el ejemplo. FeO es deficiente en Fe, y se puede formular como:
Fe1-xO
Donde x puede variar entre 0,04 y 0,11, lo encontramos de esta manera en meteoritos y con el basalto oceánico. Encontramos de esta manera iones Fe+3 . Estos centros de Fe+3 , se encuentran ocupando normalmente posiciones intersticiales vacantes, generando clústers bien definidos.
FeO, al igual que MnO, es aislante a 273 K, pero semiconductor a temperatura más elevada. La conductividad en este compuesto la podemos explicar como un salto de electrones. Dicho electrón se mueve desde el metal +2 hasta el metal +3 (debido a la no estequiometria, aparte de metal +2 se tienen algunos átomos de metal +3) creando un hueco positivo, si encima calentamos en presencia de oxigeno, se aumenta la posibilidad de salto del electrón en el sólido.
Obtención: Se puede obtener mediante la descomposición térmica del oxalato de hierro (II), pero debemos enfriar el producto para evitar la desproporción a Fe3O4 y Fe (s). Esto ocurre a temperaturas por debajo de 575 K
4 FeO → Fe + Fe3O4
OXIDO FÉRRICO (Fe2O3 )
Estructura: Tiene estructura tipo Corindón o α-alúmina. Se trata de un empaquetamiento hexagonal compacto de iones O-2 y 2/3 de los huecos octaédricos son ocupadas por los iones Al+3 . Los átomos de Fe están rodeados por 6 oxígenos en coordinación octaédrica que no es perfecta. Podemos verlo con la siguiente figura:
Color: Puede ser de gris a rojo.
Propiedades: Existen varias fases de este óxido, pueden ser α-Fe2O3 llamado Hematita, que es la que se ve en la figura. Tiene otra fase β- Fe2O3 , que se produce por la hidrólisis del FeCl3 · 6 H2O. A 770 Kelvin tiene lugar un cambio de fases entre la α y la β. La forma ɣ- Fe2O3 (Maghemita) se obtiene por oxidación cuidadosa de Fe3O4 y cristaliza con estructura tipo espinela, donde los iones O-2 adoptan un empaquetamiento cubico compacto y los iones Fe+3 ocupan los huecos al azar huecos octaédricos y tetraédricos. Una propiedad interesante de esta forma es que es ferrimagnética (Ferrimagnetismo: es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de modo que no todos los momentos magnéticos de una muestra están alineados en la misma dirección y sentido ), por lo tanto se ha usado en cintas magnéticas de grabación (mezclas de Magnetita y la forma gamma) .
Hablemos un poco de la Hematita: Es un mineral de origen sedimentario de Fe2O3 y es importante por ser la mena de hierro más importante, ya que contiene alrededor de un 70% de este elemento. Presenta un color grisáceo, aunque la Hematita Terrosa lo presenta rojizo
Usos: Sus usos más corrientes son en la industria del cemento como pigmento, en pinturas, plásticos, industria del papel, industria del vidrio…También se le da uso en joyería.
Lo último estudiado en los óxidos de hierro es en el campo de la nanotecnología. Entre las aplicaciones se pueden mencionar el diseño de nuevos materiales como medios de grabación, mecanismos de detección de tumores, sensores de gases tóxicos, fabricación de estándares para la cuantificación de elementos en bajas concentraciones, filtros solares, dispositivos electrocrómicos, baterías recargables de litio, sistemas foto-electroquímicos para la generación de hidrógeno, adsorbentes de contaminantes tales como arsénico de agua potable, entre muchas otras aplicaciones. Además, existen nanopartículas de óxidos de hierro en la naturaleza; las encontradas en minerales se utilizan para estudiar variaciones del campo magnético terrestre en distintas eras geológicas; en cambio las encontradas en seres vivos tales como hormigas y palomas son útiles como medios de orientación y navegación.
Bibliografía:
· - Algunas páginas de internet como por ejemplo es.wikipedia.org, http://www.oxirein.com/productos/oxhierro.htm.
· - Química Inorgánica Shriver & Atkins cuarta edición. Ed: Mc Graw Hill.
· - Química Inorgánica Housecroft & Sharpe segunda edición. Ed: Pearson.
