Un óxido de hierro es un compuesto químico resultante de la combinación de oxígeno y hierro .
Los óxidos de hierro son abundantes en la naturaleza, ya sea en rocas, especialmente mineral de hierro , o en suelos . Los óxidos de hierro, especialmente los sintéticos, sirven como pigmentos o por sus propiedades magnéticas .
Los óxidos de hierro se clasifican según el estado de oxidación de sus átomos de hierro:
Los minerales que contienen hierro (principalmente óxidos e hidróxidos de hierro) son, después de las arcillas, uno de los minerales más importantes del suelo , jugando un papel fundamental en los procesos de pedogénesis . La diversidad de minerales que contienen hierro se debe a: “la amplia distribución de este elemento en muchos tipos de rocas; su facilidad de transición del estado Fe (II) al Fe (III) y viceversa en función de las variaciones en el potencial redox; a su capacidad para hidratarse más o menos y así formar diversas estructuras minerales, cristalizadas o no; a su intervención en multitud de procesos pedológicos , como brunificación , queluviación , varios redox , etc. " .
Suelos de color de óxidos de hierro naturales La hematita , maghemita y oxihidróxidos de hierro , goethita , limonita , lepidocrocita dan un color rojo común al suelo en todo el Mediterráneo y en los trópicos . La goethita caolinita a base de ocre produce un suelo amarillo, herrumbre, de color marrón rojizo a marrón oscuro. Su color permite determinar el grado de drenaje. El suelo marrón amarillento "oxidado" profundo indica un suelo bien drenado; un mal drenaje de color grisáceo.Muchos microorganismos que forman parte de la microbiota del suelo , así como las raíces de las plantas, tienen un papel en la meteorización biogénica ( biometeorización ) de rocas y minerales. Ellos son capaces de disolver los metales en el mismo de acuerdo con tres mecanismos que actúan solos o además dependiendo de las especies implicadas y las condiciones del suelo: acidolisis , complexolysis y redoxolysis . En una anóxico reduciendo ambiente , microorganismos con reducción diferente de los metales (bacterias ferroreductive) que tienen un aero opcional - anaerobic o estricto anaeróbico metabolismo respiratorio solubilizar el hierro férrico fija en los óxidos de hierro mediante el procedimiento de redoxolysis, y movilizan como aceptor de electrones , para su respiración anaeróbica o en paralelo o complemento de fermentación . Ciertos hongos y bacterias en la rizosfera producen sustancias orgánicas que complejan el hierro ( ácidos orgánicos involucrados en la acidólisis, quelantes de tipo sideróforo involucrados en la complexólisis que compleja el hierro férrico con óxidos) y así permiten su solubilización.
Estas comunidades microbianas forman así parte de los principales reguladores de las formas de hierro en el suelo, al hacer que este elemento contenido en estos óxidos esté disponible para otros organismos, teniendo el hierro un papel de oligoelemento fundamental para los seres vivos, que lo utilizan. su metabolismo (formación de clorofila en plantas, hemoglobina en animales vertebrados.
Los óxidos de hierro dan toda una serie de pigmentos utilizados en las bellas artes desde sus orígenes, ya que se encuentran en los entierros del Paleolítico Medio ; en el antiguo Egipto, los óxidos de hierro colorean el vidrio y la cerámica.
La reputación de ciertas tierras con tendencia al amarillo y al rojo por los óxidos de hierro que contienen se estableció durante el Renacimiento . Los artistas han aprendido desde la antigüedad a cambiar su color por calcinación , lo que hace que los óxidos de hierro sean más rojizos.
Los óxidos de hierro naturales, mezclados con arcilla, se denominan tierras u ocres . Los ocre se distinguen de los terrestres por su menor proporción de óxido de hierro (menos del 25%), y desde el punto de vista de su uso por su opacidad . Encontramos :
La producción de pigmentos de óxido de hierro sintéticos se refleja en Europa XVI ª siglo. Primero se conocen bajo los nombres de Caput Mortuum y colcotar entre otros. Al final de la XVIII ª siglo, los pigmentos de procesos basados en hierro de fabricación dan los colores de Marte , rojo, amarillo, púrpura ( GRP 3 , . P 80). Estos costosos colores compiten con los pigmentos naturales. Desde el comienzo del XX ° siglo, los óxidos de hierro naturales tienden a desaparecer en favor de los óxidos de hierro sintéticos .
Entre los pigmentos sintéticos, el sesquióxido de hierro (PR101) da el rojo inglés ; con alúmina, que permite una cierta desaturación de los colores y una mejora de la transparencia ( PRV 3 , p. 135), constituye el rojo de Marte . El color de los pigmentos de óxido de hierro varía en función del tratamiento del material por calcinación . El índice de color enumera nueve procesos de producción de óxido de hierro rojo. La mayoría de estos procesos, que utilizan subproductos de óxidos de hierro de otras reacciones químicas industriales, obtienen primero un pigmento amarillo, negro o marrón, luego enrojecido por calcinación ( PRV 3 , p. 136).
El tono de los colores vendidos bajo el mismo nombre comercial varía entre los fabricantes; bastantes cuando se trata de colores de artistas, mucho cuando se trata de diseño de interiores.
Los pigmentos de óxido de hierro son fuertes y seguros para usar en pinturas al óleo. Los óxidos de hierro rojo son resistentes al calor hasta 500 ° C ( PRV 3 , p. 134).
El óxido de hierro cerámico se utiliza para colorear pasta cerámica, esmalte. El óxido de hierro también está presente de forma natural en ciertas arcillas, ocres , como la loza roja.
El óxido de hierro de mica es un pigmento gris natural utilizado para su protección contra la corrosión ( GRP 3 , p. 132).
Colorante alimentarioEl código E172 indica un óxido de hierro utilizado como colorante alimentario .
Los óxidos de hierro que forman cristales magnéticos son la base de los recubrimientos utilizados para la grabación magnética .
La imagen médica de resonancia magnética nuclear se utiliza como medio de contraste de óxidos de hierro en dos formas
Estos óxidos, en estos dos tamaños diferentes, a menudo se formulan con dextrano o sus derivados.
A pesar de los presuntos riesgos para la salud, las nanopartículas de óxido de hierro están aprobadas por la FDA para este uso por el beneficio que proporciona para el diagnóstico de determinadas patologías, gracias al campo magnético local que generan ("efecto superparamagnético "). Los óxidos metálicos nanoparticulados parecen muy interesantes como medio de contraste (probado en animales para detectar otros metales), pero "siguen existiendo grandes desafíos en términos de seguridad y problemas de metabolismo" .