El óxido de hierro y el hidróxido de hierro son dos compuestos químicos que contienen hierro.
A simple vista pueden parecer similares, pero sus diferencias en composición, propiedades y usos son esenciales para numerosas aplicaciones.
En este artículo trataremos de explicar la diferencia entre estos dos compuestos.
Composición química del Óxido de hierro
La composición del óxido de hierro, también llamado óxido férrico o Fe2O3, es un compuesto químico formado por hierro y oxígeno. Su estructura cristalina le otorga estabilidad y resistencia a la corrosión. Este compuesto, rojo, puede tener subtonos amarillentos o azulados dependiendo de su pureza así como su tamaño y forma de partícula. puede ser de varios colores, desde el rojo hasta el amarillo, dependiendo de las impurezas que presente.
Esta es la forma de óxido comúnmente vista en hierros y estructuras de acero oxidadas. Este óxido daña y altera estructuras desde puentes hasta carrocerías de automóviles por lo que es considerado altamente destructivo en según qué circunstancias, ya que para otras utilidades es un compuesto esencial.
Una peculiaridad es que por su configuración electrónica, el óxido de hierro es un compuesto químico que no conduce la electricidad.
Composición química del Hidróxido de hierro
El hidróxido de hierro está formado por oxígeno, hierro e hidrógeno. Se puede encontrar en forma anhidra, expresada su fórmula de esta forma FeO(OH) o hidratada de la cuya fórmula es FeO(OH)·nH2O, comúnmente Fe(OH)3.
Este compuesto se forma cuando el hierro se expone al oxígeno y al agua. Es popular por su capacidad de absorber contaminantes del agua, como metales pesados.
Extracción del Óxido de hierro (Fe2O3)
El óxido de hierro natural se extrae de las minas, una vez extraído, este material pasa por un proceso de selección dónde se clasifica por su contenido en óxido de hierro, para luego pasar a la fase molienda y clasificación y finalmente a la de envasado, que después pasa a comercializarse en los distintos mercados industriales.
En cuanto al óxido de hierro sintético, se produce mediante diversas vías de reacción. La más antigua conocida es la vía Laux, en la que el pigmento es subproducto de la reacción de producción de la anilina. El proceso Laux ofrece una amplia gama de colores, con especial fuerza en los tonos rojos medios y azulados, así como una consistencia relativamente dura de las partículas primarias.
El punto fuerte de las vías Copperas y Penniman reside en su espacio de color brillante y amarillento, que sólo puede conseguirse de forma limitada mediante el proceso Laux.
Extracción del Hidróxido de hierro
El hidróxido de hierro natural, comúnmente conocido como goethita (FeOOH), se puede extraer de varias maneras, dependiendo de su forma y de la fuente de donde se obtiene.
Esta sustancia se encuentra comúnmente en la naturaleza en forma de minerales como la goethita o, la lepidocrocita.
La goethita también puede sintetizarse, al igual que el óxido de hierro, mediante varias vías de cristalización. Los materiales así obtenidos suelen emplearse como pigmentos por su elevada pureza y su homogeneidad en el tamaño y forma de partícula.
Entre los procesos de síntesis de hidróxido de hierro o Fe(OH)3 podemos encontrar el proceso de lixiviación o la electrolisis.
Proceso de Lixiviación:
Una vez tenemos el mineral, este se muele para aumentar la superficie de contacto. Una vez molido, se trata con sustancias químicas (cómo ácido clorhídrico) para disolver el hidróxido de hierro en una solución.
Mediante un proceso de precipitación, la solución se neutraliza provocando la precipitación del hidróxido de hierro, una vez precipitada la solución, se filtra y se seca para obtener el producto final.
Electrólisis:
La electrólisis consiste en preparar una solución de sal que contiene iones de hierro. Mediante electricidad a través de la solución, se provoca que los iones de hierro se reduzcan y formen hidróxido de hierro sólido en el cátodo, para luego ser recogido y preparado para comercializar.
Todos estos métodos pueden variar según el tipo específico de hidróxido de hierro y la fuente del mineral.
Utilidades del Óxido de hierro
El óxido de hierro es un material muy útil y especial que se utiliza en una gran variedad de industrias. Tiene muchas maneras de ser usado que son de gran ayuda tanto en la industria como en la protección del medio ambiente. Algunas de las industrias que favorece son las siguientes:
Industria del Cemento:
El óxido de hierro desempeña un papel estelar en la industria del cemento, proporcionando color y carácter a una variedad de construcciones, desde paredes y pavimentos hasta terrazas y tejas. Su uso en morteros, lechadas y estucos realza la estética y durabilidad de estos materiales.
Industria de las pinturas:
Su elevado poder de tinción y su estabilidad lo convierte en un pigmento excepcional para la industria de las pinturas, ofreciendo una gama de tonalidades y garantizando la retención del color a lo largo del tiempo. Ya sea en pinturas decorativas, esmaltes o procesos de imprimación, el óxido de hierro se destaca por su fiabilidad y desempeño superior.
Industria Cerámica y de Vidrio:
En el ámbito de la cerámica y el vidrio, este compuesto confiere color y resistencia, permitiendo la creación de piezas únicas y duraderas.
Industria del Acero:
El óxido de hierro es, por una parte, materia prima para la industria del acero, y por otra un participante clave en la protección y tratamiento de estructuras de acero en forma de pinturas protectoras, ayudando a combatir la corrosión y prolongar la vida útil de estos materiales.
Alimentación Animal:
En la nutrición animal, sirve como suplemento mineral, contribuyendo al bienestar y desarrollo óptimo del ganado.
Tratamiento de Aguas:
El óxido de hierro es eficaz en la eliminación de impurezas y tratamiento de aguas, asegurando una calidad de agua segura y sostenible.
Industria Farmacéutica:
En el sector farmacéutico, se utiliza en diversas formulaciones, respaldando la creación de medicamentos seguros y efectivos.
Colorante en Cosméticos:
Su capacidad para proporcionar color, junto con su perfil de seguridad, lo convierte en un recurso valioso en la industria cosmética, brindando color en una variedad de productos desde maquillajes hasta tintas para tatuajes.
Estas aplicaciones destacan la relevancia y la versatilidad del óxido de hierro, un compuesto que continúa desempeñando un papel central en avances tecnológicos y soluciones industriales.
Utilidades del Hidróxido de hierro
Encontramos que compuestos como el hidróxido de hierro, son muy útiles en diferentes sectores industriales y ambientales. El hidróxido de hierro, por su forma y características especiales, juega un papel importante ayudando en muchos procesos necesarios en diferentes industrias. A continuación, se explican algunas de las principales formas en que este compuesto ayuda, mostrando lo valioso y versátil que es tanto en nuestro día a día como en la industria.
Tratamiento de Aguas Residuales y Potables:
El hidróxido de hierro no solo desempeña un papel crucial en la purificación del agua, sino que también facilita la eliminación efectiva de contaminantes como fosfatos y arsénico. Su capacidad para absorber impurezas lo convierte en un recurso invaluable en el tratamiento de aguas.
Pigmentos en Pinturas y Tintas:
La industria de la pintura y la tinta se beneficia enormemente de la gama de colores que la goethita puede ofrecer. Su estabilidad y resistencia al desvanecimiento lo convierten en una opción preferida para pigmentos.
Industria Cosmética:
La seguridad y la variedad de tonalidades que proporciona el hidróxido de hierro lo hacen esencial en la formulación de productos cosméticos y tintas para tatuajes.
Industria Farmacéutica:
En la farmacéutica, el hidróxido de hierro se utiliza en ciertas formulaciones debido a su perfil de seguridad y eficacia comprobada.
Producción de Papel y Textil:
En la producción de papel y textiles, este compuesto contribuye a la calidad del producto, y en algunos casos, a su estética.
Tratamiento de Efluentes Industriales:
Su capacidad para neutralizar y eliminar sustancias nocivas lo convierte en un aliado en el tratamiento de efluentes industriales.
Estas aplicaciones resaltan la versatilidad y la importancia del hidróxido de hierro en nuestra vida cotidiana y en la industria. El hidróxido de hierro seguirá siendo un recurso esencial para enfrentar muchos desafíos industriales y ambientales en los próximos años.
Conclusiones
El Óxido de Hierro (Fe2O3) y el Hidróxido de Hierro (Fe(OH)3 / FeO(OH)) son compuestos de hierro con diferencias significativas en su estructura y propiedades, lo que les confiere utilidades distintas en variados sectores industriales y ambientales. El Óxido de Hierro se caracteriza por su estabilidad, resistencia a la corrosión y su versatilidad en diversas industrias como la del cemento, pinturas, cerámica, acero, y cosmética, entre otras
Por otro lado, el Hidróxido de Hierro, es un compuesto molecular, es reconocido por su capacidad para absorber contaminantes del agua, lo que lo hace invaluable en el tratamiento de aguas residuales y potable. También tiene aplicaciones en la industria de la pintura, cosmética, farmacéutica, y en la producción de papel y textil, gracias a su perfil de seguridad y variedad de tonalidades que puede ofrecer.
La extracción de ambos compuestos puede realizarse de diversas maneras, incluyendo la extracción de minerales, la cristalización, lixiviación y precipitación o electrólisis, cada una con sus particularidades según el tipo específico de compuesto y la fuente del mineral.
Ambos compuestos muestran una versatilidad y relevancia notables en múltiples sectores industriales y ambientales, subrayando su importancia en la vida cotidiana y en el avance tecnológico y soluciones industriales. La continua exploración y descubrimiento de nuevas aplicaciones de estos compuestos de hierro abrirán puertas a nuevas soluciones y descubrimientos que beneficiarán a la sociedad y la industria en el futuro.
