Por Chris Deziel – Actualizado el 30 de agosto de 2022
El óxido, la conocida corrosión rojiza del hierro, no es sólo un fenómeno terrestre. Se ha identificado en Marte, donde los óxidos de hierro dan al planeta su tono característico e insinúan un pasado más húmedo y rico en oxígeno.
La presencia de óxido en la superficie marciana sugiere que alguna vez existió agua líquida en abundancia y que la atmósfera contenía suficiente oxígeno para impulsar la oxidación del hierro. Comprender la química subyacente ayuda a los científicos a interpretar la geología marciana y evaluar la habitabilidad del planeta.
El óxido se forma cuando el hierro reacciona con el oxígeno en presencia de agua. La reacción general se puede escribir como:
4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃
Esta ecuación equilibrada resume el proceso de varios pasos que comienza con la disolución del hierro sólido y termina con la formación de hidróxido de hierro (III) hidratado, que se deshidrata formando el conocido Fe₂O₃·H₂O.
Cuando el hierro se expone a un ambiente acuoso, sufre oxidación:
Fe(s) → Fe²⁺(ac) + 2e⁻
Los electrones liberados reducen el oxígeno disuelto en presencia de iones de hidrógeno para formar agua:
4e⁻ + 4H⁺(ac) + O₂(ac) → 2H₂O(l)
Los iones de hidróxido producidos en el primer paso se combinan con Fe²⁺ para producir hidróxido de hierro (II) verde:
Fe²⁺(ac) + 2OH⁻(ac) → Fe(OH)₂(s)
Simultáneamente, el Fe²⁺ se oxida aún más a Fe³⁺:
4Fe²⁺(ac) + 4H⁺(ac) + O₂(ac) → 4Fe³⁺(ac) + 2H₂O(l)
Finalmente, el Fe³⁺ reacciona con el hidróxido para formar hidróxido de hierro (III):
Fe³⁺(ac) + 3OH⁻(ac) → Fe(OH)₃(s)
Tras la deshidratación, Fe(OH)₃ produce el mineral de óxido Fe₂O₃·H₂O.
Para equilibrar la reacción general, cuente los átomos de cada lado y ajuste los coeficientes. Partiendo de los reactivos Fe, O₂ y H₂O, y el producto Fe(OH)₃, la forma equilibrada es:
4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃
Esta ecuación demuestra que se necesitan cuatro átomos de hierro, tres moléculas de oxígeno y seis moléculas de agua para producir cuatro unidades de hidróxido de hierro (III).
El óxido es un claro indicador de las condiciones ambientales pasadas en la Tierra y, curiosamente, en Marte. Al comprender su ruta química equilibrada, tanto los químicos como los científicos planetarios pueden interpretar mejor la presencia de óxidos de hierro en diversos entornos.
