Oxidación del hierro. La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor. La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. Entre varias sustancias con el mismo estado de oxidación; la capacidad oxidante difiere grandemente según el ligante Así el -CF3 tiene una electronegatividad (el C) similar a la del cloro (3,1) mucho mayor que por ejemplo -CBr3, aunque ambos tengan el mismo número de oxidación. Las propiedades del HBrO3 son muy mu y diferentes a la del BrF5 éste último es mucho más oxidante aunque ambos tengan la misma valencia. Si el elemento está como grupo neutro o estado catiónico: KrF2 tiene una EN menor que el KrF+ aunque formalmente tengan el mismo número de oxidación. Así e l MnF3 el MnF4(-1) y el MnF2(+1) todos con el mismo número de oxidación tienen EN diferentes. Las sustancias oxidantes más usuales son el permanganato potásico (KMnO4), el dicromato de potasio (K2Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito sódico (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato potásico (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico: Br(-1) + O3 = BrO3(-1) El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio: 2NaI + Cl2 → I2 + 2NaCl
Esta puede desglosarse en sus dos hemireacciones correspondientes: 2 I-1 ←→ I2 + 2 eCl2 + 2 e- ←→ 2 Cl-1 En estas dos ecuaciones queda explícita la transferencia de electrones. Si se su man las dos ecuaciones anteriores, se obtiene la primera.
Tipos de oxidación
Oxidación lenta La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su o corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la
oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena). Oxidación rápida o La que ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos)
Combinaciones Cuando el oxígeno se combina con un metal, puede formar o bien óxidos básicos o peróxidos, estos óxidos se caracterizan por ser de tipo básicos. Si se combina el oxígeno con un no metal forma óxidos ácidos también llamados anhídridos y caracterizados por ser de tipo ácido (actúan como ácido). Ejemplo El hierro puede presentar dos formas oxidadas. Fe2O2 → FeO
Fe2O3
Consecuencias En los metales una consecuencia muy importante de la oxidación es la corrosión, fenómeno de impacto económico muy negativo. Combinando las reacciones de oxidación-reducción (redox) en una celda galvánica se consiguen las pilas electroquímicas(ver pila eléctrica). Estas reacciones pueden aprovecharse para evitar fenómenos de corrosión no deseados mediante la técnica del ánodo de sacrificio y para la obtención de corriente eléctrica continua.
Óxidos de hierro (Redirigido desde «Óxido de hierro»)
Pigmento de óxido de hierro.
Los óxidos de hierro son compuestos químicos formados por hierro y oxígeno. Se conocen 16 óxidos de hierro. Estos compuestos son óxidos (hematita, magnetita, maghemita, β-Fe2O3, ε-Fe2O3, Wüstite), o hidróxidos y oxihidróxidos (goetita, lepidocrocita, akaganeíta, feroxihita, δ-FeOOH, FeO(OH) de alta presión,ferrihidrita, bernalita, Fe(OH)2). Algunos de estos óxidos son utilizados en cerámica, particularmente en vidriados. Los óxidos de hierro, como los óxidos de otros metales, proveen el color de algunos vidrios después de ser calentados a altas temperaturas. También son usados como pigmento.
[editar ]Óxidos
de hierro
Óxido de hierro (II) u óxido ferroso (FeO). El polvo de óxido ferroso puede causar explosiones ya que literalmente entra en combustión.
Óxido de hierro (III) u óxido férrico (Fe2O3). En su estado natural es conocido como hematita. También es purificado para su uso c omo soporte de almacenamiento magnético en audio e informática. Esta es la forma de óxido comúnmente vista en hierros y estructuras de acero oxidadas que ataca desde puentes hasta carrocerías de automóviles y la cual es tremendamente destructiva.
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. Esta forma de óxido tiende a ocurrir cuando el hierro se oxida bajo el agua y por eso es frecuente encontrarlo dentro de tanques o bajo la línea de flotación de los barcos.
La variedad de colores de óxido de hierro III (azul, verde y violeta) que simula el atardecer se debe principalmente a la habilidad del hierro de cambiar sus electrones en el penúltimo nivel de energía con modificación en el spin. De esto se intuye que el camuflaje de las iguanas se debe a la inclusión de este elemento sobre su piel.
[editar ]Hidróxidos
de hierro
Hidróxido de hierro (II) Fe (OH)2. Es de color verduzco ( green rusts)
Hidróxido de hierro (III) Fe (OH)3. Es de color marrón oscuro.
Oxihidróxido de hierro (III) FeO (OH). En su estado natural se conoce como goetita. Es de color rojo amarronado. También se lo encuentra conformando los siguientes minerales: siderogel, limonita y feroxihita; además de existir una variante conocida como lepidocrocita.