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Óxido de hierro

Hierro oxidado electroquímicamente (óxido)

Los óxidos de hierro son compuestos químicos formados por hierro y oxígeno . Se reconocen varios óxidos de hierro . A menudo no son estequiométricos . Los oxihidróxidos férricos son una clase relacionada de compuestos, de los cuales quizás el más conocido sea el óxido . [1]

Los óxidos de hierro y los oxihidróxidos están muy extendidos en la naturaleza y desempeñan un papel importante en muchos procesos geológicos y biológicos. Se utilizan como minerales de hierro , pigmentos , catalizadores y en la termita , y se encuentran en la hemoglobina . Los óxidos de hierro son pigmentos económicos y duraderos en pinturas, revestimientos y hormigones coloreados. Los colores que se encuentran comúnmente se encuentran en el extremo " terroso " del rango amarillo/naranja/rojo/marrón/negro. Cuando se utiliza como colorante alimentario, tiene el número E E172.

Estequiometrías

Pigmento de óxido de hierro. El color marrón indica que el hierro se encuentra en el estado de oxidación +3.
Manchas de color verde y marrón rojizo en una muestra de núcleo de piedra caliza, correspondientes respectivamente a óxidos/hidróxidos de Fe 2+ y Fe 3+ .

Los óxidos de hierro se presentan como ferrosos ( Fe(II) ) o férricos ( Fe(III) ) o ambos. Adoptan una geometría de coordinación octaédrica o tetraédrica . Solo unos pocos óxidos son significativos en la superficie de la Tierra, en particular la wüstita, la magnetita y la hematita.

Expansión térmica

Óxidos-hidróxidos

Reacciones

En los altos hornos y fábricas relacionadas, los óxidos de hierro se convierten en metal. Los agentes reductores típicos son diversas formas de carbono. Una reacción representativa comienza con óxido férrico: [9]

2Fe2O3 + 3C → 4Fe+ 3CO2

En la naturaleza

El hierro se almacena en muchos organismos en forma de ferritina , que es un óxido ferroso envuelto en una vaina de proteína solubilizante. [10]

Las especies de bacterias , incluidas Shewanella oneidensis , Geobacter sulfurreducens y Geobacter metallireducens , utilizan óxidos de hierro como aceptores terminales de electrones . [11]

Usos

Casi todos los minerales de hierro son óxidos, por lo que en ese sentido estos materiales son precursores importantes del hierro metálico y sus numerosas aleaciones.

Los óxidos de hierro son pigmentos importantes que se presentan en una variedad de colores (negro, rojo, amarillo). Entre sus muchas ventajas, son económicos, tienen colores intensos y no son tóxicos. [12]

La magnetita es un componente de las cintas de grabación magnética.

Véase también

Referencias

  1. ^ Cornell, RM; Schwertmann, U (2003). Los óxidos de hierro: estructura, propiedades, reacciones, ocurrencias y . Wiley VCH. ISBN 978-3-527-30274-1.
  2. ^ Lavina, B.; Dera, P.; Kim, E.; Meng, Y.; Downs, RT; Weck, PF; Sutton, SR; Zhao, Y. (octubre de 2011). "Descubrimiento del óxido de hierro de alta presión recuperable Fe4O5". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (42): 17281–17285. Bibcode :2011PNAS..10817281L. doi : 10.1073/pnas.1107573108 . PMC 3198347 . PMID  21969537. 
  3. ^ Lavina, Barbara; Meng, Yue (2015). "Síntesis de Fe5O6". Science Advances . 1 (5): e1400260. doi :10.1126/sciadv.1400260. PMC 4640612 . PMID  26601196. 
  4. ^ ab Bykova, E.; Dubrovinsky, L.; Dubrovinskaia, N.; Bykov, M.; McCammon, C.; Ovsyannikov, SV; Liermann, H. -P.; Kupenko, I.; Chumakov, AI; Rüffer, R.; Hanfland, M.; Prakapenka, V. (2016). "Complejidad estructural de Fe2O3 simple a altas presiones y temperaturas". Nature Communications . 7 : 10661. Bibcode :2016NatCo...710661B. doi :10.1038/ncomms10661. PMC 4753252 . PMID  26864300. 
  5. ^ Merlini, Marco; Hanfland, Michael; Salamat, Ashkan; Petitgirard, Sylvain; Müller, Harald (2015). "Las estructuras cristalinas de Mg2Fe2C4O13, con carbono coordinado tetraédricamente, y Fe13O19, sintetizadas en condiciones de manto profundo". Mineralogista estadounidense . 100 (8–9): 2001–2004. Código Bibliográfico :2015AmMin.100.2001M. doi :10.2138/am-2015-5369. S2CID  54496448.
  6. ^ abc Fakouri Hasanabadi, M.; Kokabi, AH; Nemati, A.; Zinatlou Ajabshir, S. (febrero de 2017). "Interacciones cerca de los límites de triple fase metal/vidrio/aire en celdas de combustible de óxido sólido planas". Revista internacional de energía del hidrógeno . 42 (8): 5306–5314. doi :10.1016/j.ijhydene.2017.01.065. ISSN  0360-3199.
  7. ^ Nishi, Masayuki; Kuwayama, Yasuhiro; Tsuchiya, Jun; Tsuchiya, Taku (2017). "La forma de alta presión de tipo pirita de FeOOH". Nature . 547 (7662): 205–208. Bibcode :2017Natur.547..205N. doi :10.1038/nature22823. ISSN  1476-4687. PMID  28678774. S2CID  205257075.
  8. ^ Hu, Qingyang; Kim, Duckyoung; Liu, Jin; Meng, Yue; Liuxiang, Yang; Zhang, Dongzhou; Mao, Wendy L.; Mao, Ho-kwang (2017). "Deshidrogenación de goethita en el manto inferior profundo de la Tierra". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (7): 1498–1501. Bibcode :2017PNAS..114.1498H. doi : 10.1073/pnas.1620644114 . PMC 5320987 . PMID  28143928. 
  9. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . pág. 1072. ISBN 978-0-08-037941-8.
  10. ^ Honarmand Ebrahimi, Kourosh; Hagedoorn, Peter-Leon; Hagen, Wilfred R. (2015). "Unidad en la bioquímica de las proteínas de almacenamiento de hierro ferritina y bacterioferritina". Chemical Reviews . 115 (1): 295–326. doi : 10.1021/cr5004908 . PMID  25418839.
  11. ^ Bretschger, O.; Obraztsova, A.; Sturm, CA; Chang, IS; Gorby, YA; Reed, SB; Culley, DE; Reardon, CL; Barua, S.; Romine, MF; Zhou, J.; Beliaev, AS; Bouhenni, R.; Saffarini, D.; Mansfeld, F.; Kim, B.-H.; Fredrickson, JK; Nealson, KH (20 de julio de 2007). "Producción actual y reducción de óxido metálico por Shewanella oneidensis MR-1 de tipo salvaje y mutantes". Microbiología Aplicada y Ambiental . 73 (21): 7003–7012. Código Bibliográfico :2007ApEnM..73.7003B. doi :10.1128/AEM.01087-07. PMC 2223255 . Número de modelo:  PMID17644630. 
  12. ^ Buxbaum, Gunter; Printzen, Helmut; Mansmann, Manfredo; Räde, Dieter; Trenczek, Gerhard; Wilhelm, Volker; Schwarz, Stefanie; Wienand, Henning; Adel, Jörg; Adrián, Gerhard; Brandt, Karl; Corcho, William B.; Winkeler, Heinrich; Mayer, Wielfried; Schneider, Klaus (2009). "Pigmentos inorgánicos, 3. Pigmentos coloreados". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.n20_n02. ISBN 978-3527306732.

Enlaces externos

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