El óxido es un hecho de la vida en la Tierra, así como en al menos otro planeta del sistema solar: Marte. El tinte rojizo de ese planeta se debe en gran parte a la presencia de óxido de hierro, u óxido, en su superficie. El óxido es el resultado de la combinación de hierro con oxígeno en un proceso llamado oxidación, y la presencia de óxido en Marte sugiere que puede haber habido más oxígeno molecular en el planeta en el pasado, aunque el dióxido de carbono, que es el componente principal de la atmósfera actual de Marte, también puede suministrar oxígeno. Además del oxígeno gaseoso, la formación de óxido necesita agua porque es un proceso de dos pasos. Esa es una indicación de que el agua pudo haber sido abundante en Marte hace mucho tiempo.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La formación de óxido requiere hierro, agua y oxígeno. Aunque es un proceso complejo, la ecuación química es simplemente 4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3.
El primer paso: oxidación del hierro sólido
Es de conocimiento común que el óxido se produce cuando dejas agua en un implemento de metal o lo dejas expuesto al aire húmedo. Eso es porque el primer paso en el proceso de oxidación implica la disolución del hierro sólido en una solución. La fórmula para esto es:
Fe (s) → Fe2+(aq) + 2e-
Los electrones producidos por esta reacción se combinan con los iones de hidrógeno en el agua, así como con el oxígeno disuelto para producir agua:
4e- + 4H+(aq) + O2(aq) → 2H2O (l)
Estas dos reacciones producen iones de agua e hierro (II), pero no óxido. Para que eso se forme, tiene que ocurrir otra reacción.
El segundo paso: formación de óxido de hierro hidratado (óxido)
El consumo de iones de hidrógeno que se produce a medida que el hierro se disuelve deja una preponderancia de hidróxido (OH-) iones en el agua. Los iones de hierro (II) reaccionan con ellos para formar óxido verde:
Fe2+(aq) + 2OH-(aq) → Fe (OH)2(s)
Ese no es el final de la historia. Los iones de hierro (II) también se combinan con hidrógeno y oxígeno en el agua para producir iones de hierro (III):
4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O (l)
Estos iones de hierro son responsables de la formación del depósito rojizo que gradualmente hace agujeros en las carrocerías de los automóviles y los techos de metal en todo el mundo. Se combinan con los iones de hidróxido adicionales para formar hidróxido de hierro (III):
Fe3+(aq) + 3OH-(aq) → Fe (OH)3
Este compuesto se deshidrata para convertirse Fe2O3.H2O, que es la fórmula química del óxido.
Escribir la ecuación equilibrada
Si está interesado en escribir una ecuación balanceada para todo el proceso, solo necesita conocer los reactivos iniciales y los productos de la reacción. Los reactivos son hierro (Fe), oxígeno (O2) y agua (H2O), y el producto es hidróxido de hierro (III) Fe (OH)3, entonces Fe + O2 + H2O → Fe (OH)3. En una ecuación balanceada, debe aparecer el mismo número de átomos de oxígeno, hidrógeno y hierro en ambos lados de la ecuación. Equilibre el número de átomos de hidrógeno multiplicando el número de moléculas de agua por 6 y el número de moléculas de hidróxido por 4. Luego tienes que multiplicar el número de O2 moléculas por 3 y el número de iones Fe por 4. El resultado es:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe (OH)3
