Óxido de hierro(III)

El óxido de hierro(III) Fe₂O₃, en su forma cristalina de hematita (del griego haima, sangre), es probablemente el color más presente en el imaginario geológico humano. Tiñe de rojo la superficie de Marte (los romanos ya llamaban a Marte el «planeta rojo» sin conocer su composición), los ocres prehistóricos de las pinturas rupestres de Lascaux y Altamira, el óxido que corroe el acero desprotegido y los acantilados sedimentarios de Colorado, de Petra y de la costa inglesa de Devon. En la Tierra es el mineral de hierro dominante: se extraen unos 1.8 Gt al año, de los cuales Australia y Brasil aportan más del 60 %.

Cristalográficamente, el Fe₂O₃ tiene varios polimorfos. El más estable, el α-Fe₂O₃ (hematita), tiene una estructura romboédrica de tipo corindón en la que cada átomo de hierro está coordinado octaédricamente por seis oxígenos. El γ-Fe₂O₃ (maghemita), metaestable, es ferrimagnético: de él salió la fortuna de las cintas de grabación magnética entre las décadas de 1960 y 1990. Por encima de ~800 °C, la maghemita se transforma de forma irreversible en hematita.

En la industria, la conversión a hierro metálico tiene lugar en el alto horno: Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂ a ~1500 °C, con coque como reductor. Esta vía produce unos 1.9 Gt de acero al año, pero emite ~2 Gt de CO₂, alrededor del 7 % de las emisiones mundiales. La emergente «siderurgia con hidrógeno» pretende sustituir el coque por H₂ verde: Fe₂O₃ + 3 H₂ → 2 Fe + 3 H₂O, lo que elimina las emisiones directas de CO₂ y constituye la principal esperanza para una descarbonización profunda del sector. La empresa emergente sueca HYBRIT entregó sus primeras toneladas en 2021.