Óxido férrico hidratado (HFO)
Compuesto químico
El óxido-hidróxido de hierro (III) u oxihidróxido férrico [2] es el compuesto químico de hierro , oxígeno e hidrógeno con fórmula FeO(OH) .
El compuesto se encuentra a menudo como uno de sus hidratos , FeO(OH) · n H2O [óxido]. El monohidrato FeO(OH) · H
2O a menudo se denomina hidróxido de hierro (III) Fe (OH)
3, [3] óxido de hierro hidratado , óxido de hierro amarillo o pigmento Amarillo 42 . [3]
sucesos naturales
Minerales
El hidróxido férrico anhidro se encuentra en la naturaleza como el extremadamente raro mineral bernalita, Fe(OH) 3 · n H 2 O ( n = 0,0–0,25). [4] [5] Los oxihidróxidos de hierro, FeOOH , son mucho más comunes y se presentan naturalmente como minerales estructuralmente diferentes (polimorfos) indicados por las letras griegas α, β, γ y δ.
- La goethita , α-FeO(OH), se ha utilizado como pigmento ocre desde tiempos prehistóricos.
- La akaganeita es el polimorfo β, [6] formado por erosión y conocido por su presencia en algunos meteoritos y la superficie lunar. Sin embargo, recientemente se ha determinado que debe contener algunos iones cloruro para estabilizar su estructura, por lo que su fórmula más precisa es FeO
0.833(OH)
1.167CL
0.167o Fe
6oh
5(OH)
7cl . [7]
- La lepidocrocita , el polimorfo γ, se encuentra comúnmente como óxido en el interior de tanques y tuberías de agua de acero.
- La feroxihita (δ) se forma en las condiciones de alta presión de los fondos marinos y oceánicos, siendo termodinámicamente inestable con respecto al polimorfo α (goetita) en las condiciones de la superficie.
No minerales
La goethita y la lepidocrocita, ambas cristalizadas en un sistema ortorrómbico, son las formas más comunes de oxihidróxido de hierro (III) y los portadores minerales de hierro más importantes en los suelos.
Mineraloides
El oxihidróxido de hierro (III) es el componente principal de otros minerales y mineraloides :
- La ferrihidrita es un mineral hidratado amorfo o nanocristalino, oficialmente FeOOH·1.8H
2O pero con una hidratación muy variable.
Propiedades
El color del oxihidróxido de hierro (III) varía desde el amarillo hasta el marrón oscuro y el negro, según el grado de hidratación, el tamaño y la forma de las partículas y la estructura cristalina.
Estructura
La estructura cristalina de la β- FeOOH (akaganeita) es la de la hollandita o BaMn.
8oh
dieciséis. La celda unitaria es tetragonal con a = 1,048 yc = 0,3023 nm , y contiene ocho unidades fórmula de FeOOH. Sus dimensiones son de unos 500 × 50 × 50 nm. La macla produce a menudo partículas con forma de estrellas hexagonales. [2]
Química
Al calentarse, el β- FeOOH se descompone y recristaliza como α- Fe.
2oh
3( hematita ). [2]
Usos
La limonita , una mezcla de varios hidratos y polimorfos de oxihidróxido férrico, es uno de los tres principales minerales de hierro y se utiliza desde al menos el año 2500 a.C. [8] [9]
El óxido de hierro amarillo, o pigmento amarillo 42, está aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para su uso en cosméticos y se utiliza en algunas tintas para tatuajes .
El óxido-hidróxido de hierro también se utiliza en el tratamiento del agua de acuarios como aglutinante de fosfato . [10]
Se han estudiado nanopartículas de óxido-hidróxido de hierro como posibles adsorbentes para la eliminación de plomo de medios acuáticos. [11]
Medicamento
La polimaltosa de hierro se utiliza en el tratamiento de la anemia por deficiencia de hierro .
Producción
El oxihidróxido de hierro (III) precipita a partir de soluciones de sales de hierro (III) a un pH entre 6,5 y 8. [12]
Por lo tanto, el oxihidróxido se puede obtener en el laboratorio haciendo reaccionar una sal de hierro (III), como el cloruro férrico o el nitrato férrico . con hidróxido de sodio : [13]
- FeCl
3+ 3 NaOH → Fe(OH)
3+ 3 NaCl - Fe(NO
3)
3+ 3 NaOH → Fe(OH)
3+ 3NaNO
3
De hecho, cuando se disuelve en agua, el FeCl puro
3se hidrolizará hasta cierto punto, produciendo el oxihidróxido y acidificando la solución: [12]
- FeCl
3+ 2H
2O ↔ FeOOH + 3 HCl
Por lo tanto, el compuesto también se puede obtener mediante la descomposición de soluciones ácidas de cloruro de hierro (III) mantenidas cerca del punto de ebullición durante días o semanas: [14]
- FeCl
3+ 2H
2O → FeOOH (s) + 3 HCl (g)
(El mismo proceso se aplicó al nitrato de hierro (III) Fe (NO
3)
3o perclorato Fe(ClO
4)
3las soluciones producen en su lugar partículas de α- Fe
2oh
3. [14] )
Otra ruta similar es la descomposición del nitrato de hierro (III) disuelto en ácido esteárico a unos 120 °C. [15]
El oxihidróxido preparado a partir de cloruro férrico suele ser el polimorfo β (akaganeita), a menudo en forma de finas agujas. [14] [16]
El oxihidróxido también se puede producir mediante una transformación en estado sólido a partir de tetrahidrato de cloruro de hierro (II) FeCl.
2· 4H
2O. [6]
El compuesto también se forma fácilmente cuando el hidróxido de hierro (II) se expone al aire:
- 4Fe (OH)
2+ O
2→ 4 FeOOH + 2 H
2oh
El hidróxido de hierro (II) también puede oxidarse con peróxido de hidrógeno en presencia de un ácido:
- 2Fe (OH)
2+ H
2oh
2→ 2Fe (OH)
3
Ver también
Referencias
- ^ "Constantes del producto de solubilidad a 25 oC". Archivado desde el original el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 23 de febrero de 2015 .
- ^ abc AL Mackay (1960): "β-oxihidróxido férrico". Revista Mineralógica ( Revista de la Sociedad Mineralógica ), volumen 32, número 250, páginas 545-557. doi :10.1180/minmag.1960.032.250.04
- ^ ab CAS 51274-00-1 , CI 77492
- ^ "Bernalita".
- ^ "Lista de minerales". 21 de marzo de 2011.
- ^ ab AL Mackay (1962): "β-oxihidróxido férrico—akaganéite", Revista Mineralógica ( Revista de la Sociedad Mineralógica ), volumen 33, número 259, páginas 270-280 doi :10.1180/minmag.1962.033.259.02
- ^ C. Rémazeilles y Ph. Refait (2007): "Sobre la formación de β-FeOOH (akaganéita) en ambientes que contienen cloruro". Corrosion Science , volumen 49, número 2, páginas 844-857. doi :10.1016/j.corsci.2006.06.003
- ^ MacEachern, Scott (1996): "Comienzos de la Edad del Hierro al norte de las montañas Mandara, Camerún y Nigeria". En In Pwiti, Gilbert y Soper, Robert (editores) (1996) Aspectos de la arqueología africana: Actas del Décimo Congreso Panafricano University of Zimbabwe Press, Harare, Zimbabwe, ISBN 978-0-908307-55-5 , páginas 489 -496. Archivado aquí el 11 de marzo de 2012.
- ^ Diop-Maes, Louise Marie (1996): "La question de l'Âge du fer en Afrique" ("La cuestión de la Edad del Hierro en África"). Ankh , volumen 4/5, páginas 278-303. Archivado el 25 de enero de 2008.
- ^ Aglutinantes de fosfato de hidróxido de óxido de hierro (GFO)
- ^ Safoora Rahimi, Rozita M. Moattari, Laleh Rajabi, Ali Ashraf Derakhshan y Mohammad Keyhani (2015): "Nanopartículas de óxido/hidróxido de hierro (α, γ-FeOOH) como adsorbentes de alto potencial para la eliminación de plomo de medios acuáticos contaminados". Revista de Química Industrial y de Ingeniería , volumen 23, páginas 33-43. doi :10.1016/j.jiec.2014.07.039
- ^ ab Tim Grundl y Jim Delwiche (1993): "Cinética de la precipitación de oxihidróxido férrico". Journal of Contaminant Hydrology , volumen 14, número 1, páginas 71-87. doi :10.1016/0169-7722(93)90042-Q
- ^ KH Gayer y Leo Woontner (1956): "La solubilidad del hidróxido ferroso y del hidróxido férrico en medios ácidos y básicos a 25 °". Journal of Physical Chemistry , volumen 60, número 11, páginas 1569-1571. doi :10.1021/j150545a021
- ^ abc Egon Matijević y Paul Scheiner (1978): "Soles de óxido férrico hidratado: III. Preparación de partículas uniformes mediante hidrólisis de soluciones de cloruro, nitrato y perclorato de Fe (III)". Journal of Colloid and Interface Science , volumen 63, número 3, páginas 509-524. doi :10.1016/S0021-9797(78)80011-3
- ^ Dan Li, Xiaohui Wang, Gang Xiong, Lude Lu, Xujie Yang y Xin Wang (1997): "Una técnica novedosa para preparar Fe ultrafino
2oh
3vía nitrato de hierro (III) hidratado". Journal of Materials Science Letters volumen 16, páginas 493–495 doi :10.1023/A:1018528713566 - ^ Donald O. Whittemore y Donald Langmuir (1974): "Micropartículas de oxihidróxido férrico en agua". Perspectiva de Salud Ambiental , volumen 9, páginas 173-176. doi :10.1289/ehp.749173
