Óxido de hierro (II): estructura, nomenclatura, propiedades, usos
El óxido de hierro (II), u óxido ferroso, es un sólido inorgánico negro que se forma mediante la reacción del oxígeno (O2) con el hierro (Fe) hasta el estado de oxidación +2. También se denomina monóxido de hierro. Su fórmula química es FeO.
Se encuentra en la naturaleza como el mineral wustita miembro del grupo periclasa. También se le conoce como wuestita, iosiderita o iozita. La wustita es un mineral opaco, de color negro a marrón, aunque bajo luz reflejada es gris. Tiene lustre metálico.
El óxido de hierro (II) se puede obtener por descomposición térmica al vacío de oxalato de hierro (II), obteniéndose un polvo negro pirofórico. Este polvo disminuye su estado de división y se vuelve menos reactivo al calentarse a altas temperaturas.
Los cristales de óxido de hierro (II) se pueden obtener solamente bajo condiciones de equilibrio a alta temperatura, enfriando rápidamente el sistema. Si se realiza la reacción a menores temperaturas, el FeO es inestable y se convierte en hierro (Fe) y en óxido Fe3O4, pues el enfriamiento lento favorece la desproporción.
Por ser pirofórico, es un material que presenta riesgo de incendio. Además, es peligroso si se inhala en grandes cantidades y durante tiempo prolongado, pues puede producir enfermedad de los pulmones.
El óxido de hierro (II) se emplea como pigmento en cerámicas, esmaltes, vidrios y cosméticos. Por sus propiedades magnéticas se usa en medicina. También se utiliza como antioxidante en alimentos empacados y, adicionalmente, se utiliza en catálisis de reacciones y en fórmulas de pesticidas.
Índice del artículo
El óxido de hierro (II) (FeO) posee en teoría la estructura cúbica de la sal de roca, teniendo 4 iones Fe2+ y 4 iones O2- por cada celda unitaria, y los iones Fe2+ ocupando los sitios octaédricos.
Sin embargo, la realidad es que se desvía significativamente de la estructura ideal de sal de roca de FeO, pues es un ordenamiento defectuoso complejo.
Algunos iones Fe2+ están reemplazados por iones Fe3+, por lo que la estructura cristalina siempre presenta cierta deficiencia de hierro. Por esta razón se dice que es un sólido no-estequiométrico. La fórmula que mejor lo describe es Fe1-xO.
Por otra parte, el óxido de hierro (II) hidratado (FeO.nH2O) es un sólido verde cristalino.
Posee varias denominaciones:
– Óxido de hierro (II).
– Óxido ferroso.
– Monóxido de hierro.
– Wustita.
– Wuestita.
– Iosiderita.
– Iozita.
Sólido cristalino.
5-5,5.
71,84 g/mol.
1368 ºC.
5,7 g/cm3
Prácticamente insoluble en agua y álcalis. Rápidamente soluble en ácidos. Insoluble en alcohol.
2,23.
– Se oxida fácilmente en aire. Bajo determinadas condiciones se inflama al aire de forma espontánea. Por ello se dice que es pirofórico.
– Es una base fuerte y absorbe dióxido de carbono rápidamente.
– El mineral natural wustita es altamente magnético. Sin embargo, por debajo de -75 ºC el FeO es antiferromagnético.
– La wustita se comporta como un semiconductor.
– Las propiedades magnéticas y de conductividad eléctrica, así como su estructura dependen de su historia térmica y de las presiones a las que ha estado sometida.
– La inhalación del polvo o vapores de óxido de hierro (II) se considera peligroso, pues puede causar irritación de la nariz y de la garganta y puede afectar los pulmones.
– Altos niveles de exposición al polvo de FeO pueden llevar a una condición denominada fiebre del humo de metal, una enfermedad de exposición laboral que causa síntomas similares a la gripe.
– La exposición continua a altos niveles de FeO puede tener efectos más serios, incluyendo una enfermedad conocida como siderosis. Esta se trata de una inflamación de los pulmones que se acompaña de síntomas similares a la neumonía.
Desde hace tiempo, el FeO ha sido usado como pigmento en mezclas de cerámicas.
Debido a su color verde, el óxido ferroso hidratado (FeO.nH2O) sobresale en la manufactura de vidrio verde con características de absorción de calor. Este tipo de vidrio es usado en edificios, automóviles, botellas de vino y otras aplicaciones.
El FeO se emplea como materia prima en la manufactura del acero. Es importante subrayar que en esta aplicación hay que controlar la actividad del FeO, pues si se encuentra en exceso puede afectar negativamente el proceso, en especial puede incrementar la oxidación del aluminio. Para evitar esto, se suele agregar aluminio o carburo de calcio a la fase de escoria.
Es usado como catalizador en una gran cantidad de operaciones industriales y químicas. En preparaciones de catalizadores destacan los empleados en la síntesis de NH3 y metanación.
Se utiliza en fórmulas para el control casero de insectos.
Se usa en limpiadores, regeneradores y cremas para cuidado personal.
Como agente de coloración o pigmento en cosméticos se emplea para cubrir imperfecciones de la superficie de la piel. Por ser insoluble en agua, al ser usado permanece en forma de cristales o partículas y permite mayor recubrimiento.
Por ser un pigmento mineral, es más resistente a la luz que los colorantes orgánicos. Los pigmentos minerales son más opacos pero menos brillantes. El óxido de hierro (II) hidratado ofrece excelente estabilidad y está entre los pigmentos minerales más usados en maquillaje.
En este campo se emplean de manera amplia las nanopartículas magnéticas de FeO. Por ejemplo, la orientación de drogas farmacéuticas y técnicas como la clasificación celular aprovechan la atracción de las partículas magnéticas a las altas densidades de flujo magnético. Esto se aplica al tratamiento del cáncer.
El FeO actúa como antioxidante en empaques de alimentos. Se añade como polvo fino en una bolsita o etiqueta adosada al empaque, separado del producto. De esta forma se libera a una velocidad controlada.
Por su propiedad de reaccionar fácilmente con el oxígeno, actúa como un agente de captación de O2, reduciendo la concentración de este dentro del empaque donde se encuentra el comestible.
Así se retrasa la degradación oxidativa del alimento, aumentando su duración. Se emplea especialmente en la conservación de carnes.
La industria cosmética utiliza el FeO para crear pigmentos en esmaltes.
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