Cómo hacer óxido de hierro

El hierro es un metal crucial en nuestro mundo. Alimenta a las industrias del acero y permite que la sangre transporte el oxígeno hacia nuestras células. No es de extrañar que los compuestos que contengan este metal sean de gran interés. Uno de dichos grupos, llamados óxidos de hierro, se forma generando algún tipo de reacción entre el hierro y el oxígeno. El óxido que obtengas depende de las circunstancias específicas bajo las cuales reaccionan el hierro y el oxígeno, lo cual cambiará las propiedades y usos del óxido de hierro resultante.

Método 1

Método 1 de 4:

Hacer óxido de hierro (II, III) (magnetita)

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Una sal ferrosa (III) como el cloruro férrico será fácil de agregar a la solución. Por lo general, se utiliza para grabar en cobre, por lo que podrás comprarlo a través de Internet, en una tienda de suministros químicos y a veces incluso en una tienda de aparatos electrónicos. Asimismo, un polvo de óxido fino también funcionaría bien. Si lo prefieres, puedes recolectar el óxido y molerlo hasta obtener un polvo fino.^{[1]XFuente de investigación}
Agrega agua a la fuente de óxido de hierro (III) en un matraz (u otro recipiente de vidrio de un tamaño similar). El entorno acuoso (en agua) es ideal para que el hierro (III) y las moléculas de hierro (II) reaccionen entre sí y con el oxígeno. Dicho entorno suspenderá las moléculas de hierro (III) en la solución y permitirá que las moléculas de hierro (II) y el oxígeno se combinen con más facilidad. No es necesario que cubras el recipiente, pero puede ser de utilidad para evitar la entrada de contaminantes.^{[2]XFuente de investigación}
Como el hierro (II) se encuentra en su forma pura es raro bajo condiciones atmosféricas, probablemente necesites utilizar sal de hierro (II). El sulfato de hierro, el clorudo de hierro (II) y el fosfato de hierro (II) son opciones relativamente comunes. El sulfato de hierro se utiliza en jardinería y puede encontrarse en la mayoría de las tiendas de suministros de jardinería.^{[3]XFuente de investigación}
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Prepara una solución que contenga hierro (II). Independientemente de la sal de hierro (II) que elegiste, necesitarás disolverla en agua. Hazlo en un matraz aparte (u otro recipiente) del que contiene la solución de hierro (III) para asegurarte de que el hierro (III) no haya saturado el agua. Esto permitirá que la mayor parte del hierro (II) se disuelva en el agua. Nuevamente, puedes colocarle una tapa para evitar la entrada de contaminantes, pero no es obligatorio hacerlo.^{[4]XFuente de investigación}
- Usa guantes y gafas para protegerte los ojos y la piel de cualquier sustancia química.
Combina la solución de hierro (III) con la solución de hierro (II) en el mismo recipiente. Esto permitirá que los iones de hierro (III) y (II) entren en contacto entre sí. También entrarán en contacto con el oxígeno en el agua y la atmósfera, lo cual es necesario para producir magnetita.^{[5]XFuente de investigación}
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Oxida la solución. Si bien se producirá la reacción mezclando las dos soluciones, lo hará muy lentamente. Puedes acelerarla agregando una solución oxidante, como amoníaco. El peróxido de hidrógeno también es un buen agente oxidante.^{[6]XFuente de investigación}
- Agregar un agente oxidante permitirá que la reacción se produzca con mucha mayor rapidez. Los tiempos variarán según las proporciones de reactivos y oxidantes, pero probablemente verás algunos cambios en tan solo unos segundos.
- Ten cuidado cuando trabajes con peróxido de hidrógeno, ya que producirá calor a medida que reacciona con el agua.
- Lo más recomendable es guardar el óxido de hierro en un lugar seco.
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Método 2

Método 2 de 4:

Hacer óxido de hierro (III) (óxido) mediante electrólisis

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Además de algunas sales, la mayoría de los compuestos de hierro tienden a estar en estado de hierro (III). Esto incluye a cosas tales como rieles de ferrocarril, clavos, lana de acero y clips de papel. Elige la fuente con base en la cantidad de hierro que necesitas, la rapidez en que la necesitas y lo que tengas disponible. Por ejemplo, la lana de acero es barata y se oxida con rapidez, pero los rieles de ferrocarril contienen una masa de hierro mayor.^{[7]XFuente de investigación}
Asegúrate de tener suficiente agua en el recipiente como para cubrir la pieza de hierro en todo momento. Ten en cuenta que el proceso de electrólisis puede calentar el agua, lo cual a su vez puede aumentar la velocidad de evaporación del agua.^{[8]XFuente de investigación}
Necesitarás utilizar una batería u otra fuente de alimentación de corriente continua para producir la reacción. La fuente de alimentación debe tener un cable conectado al lado negativo y uno al lado positivo. Elige el tamaño de la fuente de alimentación con base en la cantidad de óxido que quieras crear y la rapidez con la que quieres hacerlo. Por lo general, las fuentes de alimentación más grandes producirán óxido con mayor rapidez.^{[9]XFuente de investigación}
Los cables no deben tocarse entre sí. Más bien, deben estar sumergidos en lados opuestos del tanque de agua. Esto hará que la solución de agua forme parte del circuito y fuerce a la electricidad a fluir a través del agua.^{[10]XFuente de investigación}
Si bien el hierro generalmente se oxida bajo condiciones atmosféricas normales sin ningún tipo de ayuda, sumergirlo en agua aumenta el índice de oxidación. Sumergirlo en agua electrolizada aumentará aún más el índice de oxidación debido a que la electrólisis produce gas hidrógeno (H₂) y oxígeno diatómico (O₂), el cual es un excelente oxidante y reacciona fácilmente con el hierro para formar óxido.^{[11]XFuente de investigación}
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Activa la fuente de alimentación. Una vez que el tanque esté instalado, puedes activar la alimentación. Esto permitirá que la corriente fluya a través de la solución y oxide el metal. Ten cuidado de no tocar los cables ni dejar que entren en contacto entre sí. Asimismo, no metas las manos al gua a menos que hayas desactivado la alimentación.
- Si utilizas una fuente de alimentación sin un interruptor (por ejemplo, una batería), introduce los cables al final o no los conectes a la batería hasta estar listo para activar la alimentación.
Si bien la reacción es relativamente rápida en comparación con la oxidación natural, no es un proceso instantáneo. Necesitarás dejarla al menos por varias horas para que se oxide. Probablemente debas dejar por uno o dos días para obtener una cantidad decente de óxido.^{[12]XFuente de investigación}
Cuando se forme el óxido, se encontrará en el tanque de agua. Lo primero que debes hacer para conseguirlo en forma seca y utilizable es filtrar parte del agua. Puedes colocar una estopilla o alguna otra tela sobre un frasco o el fregadero, y verter la solución. Deja que se asiente durante aproximadamente una hora para drenar la mayor cantidad posible de agua.^{[13]XFuente de investigación}
Para terminar de secar el óxido, deberás hornearlo. Configura el horno a 204 °C (400 °F) y hornea el óxido durante una a tres horas. Asegúrate de utilizar una sartén vieja, pues el óxido producirá manchas.^{[14]XFuente de investigación}
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Método 3

Método 3 de 4:

Hacer óxido de hierro (III) (óxido) utilizando un oxidante fuerte

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Mientras más superficie expuesta tenga la fuente, mejor. Por ejemplo, la lana de acero tiene una gran superficie en relación con su tamaño, mientras que un riel de ferrocarril no tanto. EL oxidante solo podrá actuar sobre la superficie del hierro.^{[15]XFuente de investigación}
La lejía es un excelente agente oxidante. Otra buena opción es el peróxido de hidrógeno. Por su parte, el agua salada es un agente oxidante más débil. El tipo de oxidante que escojas determinará la rapidez con la que se oxida el hierro. Mientras más fuerte sea el agente oxidante, más rápida será la oxidación.^{[16]XFuente de investigación}
Puedes sumergir la fuente de hierro en la solución oxidante. También puedes rociar el agente oxidante sobre el hierro en intervalos de tiempo regulares (aproximadamente cada hora). Dependiendo de lo rápido que quieras que se produzca la reacción y qué tan cómodo te sientas utilizando oxidantes fuertes, puedes diluir el agente en agua (esto lo debilitará y ralentizará la reacción).^{[17]XFuente de investigación}
Dependiendo del agente oxidante que elijas y de la exposición, el proceso puede tardar varias horas o incluso hasta varios días. Definitivamente, deberás comenzar a ver la formación de óxido dentro de una semana. Si eso no ocurre, asegúrate de utilizar efectivamente hierro y de que no esté cubierto con alguna capa protectora como cera.^{[18]XFuente de investigación}
Probablemente debas raspar el óxido de la superficie de la pieza de hierro para recolectarlo. Si sumergiste la pieza, puedes filtrarlo de la solución. En caso de que el óxido esté húmedo, sécalo en un horno a 204 °C (400 °F) durante una a tres horas.^{[19]XFuente de investigación}
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Método 4

Método 4 de 4:

Hacer óxido de hierro (II) (óxido negro) quemando lana de acero

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Si la lana de acero tiene inhibidores de óxido, interferirá con los resultados. También busca una lana de acero que tenga fibras finas. De esta manera, será más fácil que las fibras se enciendan y se quemen.^{[20]XFuente de investigación}
Ten en cuenta que no podrás sujetarla en la mano, ¡porque se prenderá en llamas! Tampoco querrás quemar nada. Los platos de vidrio o las tapas de lata son alternativas excelentes.^{[21]XFuente de investigación}
Al tocar la lana de acero con una batería, se conectarán los polos positivos y negativos de esta, cerrando así el circuito y permitiendo que fluya la electricidad. La lana de acero se encenderá debido a que fluirá más corriente de la que puede manejar, por lo que se calentará hasta que alcance un punto de ignición.^{[22]XFuente de investigación}
El óxido negro se forma como resultado de la oxidación en un entorno privado de oxígeno. Debido a que la lana de acero se oxida tan rápidamente en esta reacción, hay muy poco tiempo para que el suficiente oxígeno acceda al hierro y forme óxido de hierro (III) (óxido rojo).^{[23]XFuente de investigación}
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Consejos

Puedes utilizar el óxido de hierro como un pigmento, para pulir joyas o para hacer termita.
Debes utilizar una mesa de trabajo u otra superficie para realizar cualquiera de estos experimentos. Es probable que se produzcan manchas y daños en la superficie de trabajo.
Utiliza un ventilador para protegerte los pulmones.

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Advertencias

Ten cuidado al manipular todas las reacciones químicas, sobre todo las oxidantes.
Siempre usa guantes.
Siempre usa gafas de protección.
Mezclar lejía con ácidos producirá gases tóxicos.

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