Desde siempre hemos asociado el hierro con un metal de color gris brillante que forma óxidos vistosos de colores rojizo o amarillo. Pues bien hoy nos vamos de viaje a una gran ciudad donde la minería del carbón ha sido desde tiempos muy remotos fuente de riqueza, Puertollano.
El carbón se forma por reducción de materia orgánica(incluida la vegetación) en un ambiente muy escaso en oxígeno favorecido a menudo por una elevada temperatura que permite la descomposición a carbón elemental y agua.
Como ejemplo de obtención de carbón propongo la descomposición de la glucosa(azúcar) aplicando calor.
C6H12O6 + CALOR >> 6C + 6H2O
Imagen de la fuente agria en Puertollano, y un servidor con algunas primaveras de menos
Como más de uno me he permitido el lujo de ir a visitar esta ciudad, casi siempre para visitar familia y no he podido resistir la tentación, cuando era tan sólo un renacuajo, de echar un traguito de agua de la fuente agria. Como el nombre indica, mis gestos tras haber catado semejante caldo no eran precisamente de agrado. Pues bien, el responsable de esto es precisamente el hierro, ese metal que aún se utiliza para muchas herramientas de bricolaje además de para hacer clavos y tornillos entre otras aplicaciones.
Según la siguiente reacción:
FeCO3(insoluble) + H2O + CO2(gas) <<>> Fe(HCO3)2(soluble)
Donde los carbonatos de hierro de las rocas por donde pasa el agua, se disuelven con el carbónico(CO2) procedente de actividad geológica del terreno desplazando la reacción hacia un bicarbonato ferroso más soluble que el carbonato. Al aumentar el CO2 disuelto en el agua el equilibrio se desplaza hacia la derecha, en cambio en condiciones diferentes de presión y temperatura(Principio Le Chatelier) especialmente a temperaturas más altas el CO2 disuelto disminuye desplazando el equilibrio hacia la izquierda y obteniendo el precipitado insoluble. De ahí podemos considerar unos valores muy elevados de dureza del agua.
Concluyendo, el hierro se encuentra disuelto en el agua y al aumentar la temperatura o simplemente cambiar las condiciones iniciales, precipita de nuevo. Todo esto podría interpretarse, como una dureza férrica.
ANÁLISIS CUALITATIVO DEL HIERRO:
Detectar presencia de hierro en un agua ferruginosa(con alto contenido en hierro), este será nuestro objetivo y para ello partimos de 2 litros de agua de Puertollano con poso de color rojizo que proviene precisamente de la precipitación por el paso de los días del hierro contenido.
El primer paso es disolver el precipitado con un alto contenido en hierro FeCO3.
Para ello nos valemos de ácido clorhídrico 20% para conseguir formar cloruro férrico de color amarillo, el color de algunas disoluciones habitualmente se debe a metales de transición.
El siguiente paso es a título de demostración donde he diluido el precipitado disuelto de hierro Fe+3 en agua. Consiguiendo dar positivo en efecto Tyndall(se puede apreciar el haz del láser), lo que quiere decir que el cloruro férrico no es una disolución verdadera.
Realmente esto es posible gracias a la hidrólisis del Fe+3 responsable del carácter ácido de la disolución según:
Fe+3 + H2O >> Fe(OH)3 + 3H+1
Seguidamente es necesario preparar una disolución de hidróxido sódico, en mi caso la he preparado al 20%, con menos concentración ya hubiera sido suficiente dado que la única finalidad es lograr precipitar de manera selectiva el catión Fe+3, es decir los demás iones Ca, Mg, K, Sr permanecen en la disolución.
Fe+3 + NaOH >> Fe(OH)3(precipitado rojo) + 3Na+1
Antes de precipitar el hierro trivalente(Fe+3) agrego unas gotas de la disolución sobre otra de yoduro de potasio, donde la aparición de color rojizo indica presencia de iones oxidantes, capaces de oxidar al ion yoduro(estos iones sólo pueden tratarse de metales con más de un estado de oxidación, como los de transición”el hierro”).
LA REACCIÓN IÓNICA: Fe+3 + 2I-1 >> I2(color rojo) + Fe+2
Una vez añadido un exceso de hidróxido de sodio se consigue precipitar el ion férrico en forma de hidróxido Fe(OH)3
Al ir agregando gota a gota hidróxido de sodio logramos neutralizar el clorhídrico en exceso pH ácido hasta sobrepasar el punto de equivalencia pH=7. Es en el momento en el que el pH es superior a 7 cuando nos garantizamos la precipitación y “coagulación” del hierro.
LA NEUTRALIZACIÓN DEL CLORHÍDRICO:
HCl(ácido) + NaOH(base) >> NaCl(sal) + H2O(agua)
UNA VEZ NEUTRALIZADO:
Fe+3 + 3NaOH >> Fe(OH)3 + 3Na+1
Una vez obtenido el precipitado es necesario separarlo filtrando, al ser el tamaño de partícula algo pequeño es importante usar varios papeles de filtro uno encima de otro para garantizar que se separa todo. Finalmente dejamos secar el precipitado al sol. Como podemos observar el agua se ha evaporado quedando una tonalidad rojiza.
Lo ideal seria calcinar el precipitado para obtener óxido férrico Fe2O3 pero dado que no disponemos de una mufla con secarlo al sol será suficiente.
Lo curioso del óxido férrico(Fe2O3) es el magnetismo, tan característico para el metal de transición hierro.
El último paso es calcinar el papel de filtro para obtener ceniza del filtro calcinado y el hierro en su forma oxidada Fe2O3(suponemos que no queda agua en la ceniza).
- En la foto de la derecha puede apreciarse un imán de neodimio con restos de ceniza adheridos que indican que efectivamente se trata de cenizas férricas.
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Rincón Ciencia 
Hola, interesante artículo, quizás puedas ayudarme. Soy sumiller de bebidas y estuve haciendo unas pruebas de infusionar té verde en agua agria de Puertollano y en agua corriente del grifo en Madrid. El resultado es sorprendente. Utilicé la misma cantidad de agua y de un té verde de alta calidad de Kenia. La infusión hecha con agua agria tornó totalmente negra. La de agua de grifo el color típico amarillo verdoso del té verde. En ninguno de los casos se llegó al punto de ebullición (85º ideal para este tipo de té) y el tiempo de infusión el mismo (2 minutos). No tengo idea de química, pero será alguna reacción del hierro presente en el té o de algunos de sus componentes? Si lo deseas te dejo mi correo por si te interesa que te envíe las fotos de las infusiones. Si sabes la respuesta te lo agradezco.
Por cierto, el sabor y aroma de ambas infusiones no es tan diferente, quizá menos fresca en boca la de agua agria y con una sensación táctil en boca más sedosa.
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Yo desde luego no te recomiendo que hagas infusiones con agua agria precisamente porque es un agua que a la mínima precipitan trazas férrico-ferrosas(de hierro vaya). El agua agria de puertollano quizás sea más recomendable mantenerla en frío ya que al calentar como te ha pasado precipita el hierro, esto es por un equilibrio, ese agua lleva CO2 disuelto, al calentar el CO2 pasa a estado gas y entonces precipita el hierro disuelto.
FeCO3(roca rica en hierro) + H2O(agua) + CO2(gas) >> Fe(HCO3)2(se disuelve)
Entonces claro si yo disminuyo la concentración de CO2 al calentar, me precipita de seguida ese hierro extra que contiene el agua. Quizás llevando a ebullición el agua agria y filtrando logres retirar esas desagradables trazas de hierro y una vez extraído todo, si que puedes usar ese agua para infusionar, pero claro debes antes lograr que precipite todo el hierro disuelto.
Como consejos, el agua agría no es recomendable para infusiones precisamente porque es un agua muy dura con un contenido en bicarbonatos bastante elevados
Lástima que no encuentro bibliografía más detallista, por lo que se ve no es demasiado transparente aquagest, ya que almenos en mi zona lo más habitual es colgar en internet los parámetros químicos del agua de consumo.
Si encuentro datos de análisis de las aguas para podertelo confirmar te digo algo, pero en principio como comentas es ese hierro extra que le da el sabor agrio al agua.
Saludos, Josep Maria
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Según un autor, el agua agria de Puertollano lleva, entre otros compuestos, tartrato de hierro y potasio, pero es muy difícil encontrar este producto ¿dónde podría hacerlo, para elaborar este agua?
Juan
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Aquí te dejo algo de bibliografía general, que hace referencia a las «aguas medicinales de Puertollano».
http://www.uclm.es/profesorado/egcardenas/gases.htm
Por otro lado, no me consta que se encuentre tartrato, que yo sepa casi exclusivamente aparecen estos en vinos, pero no tengo claro que el agua agria contenga.
La fuente agria contiene un agua con una MATRIZ compleja, este término que habitualmente usamos los químicos quiere decir que es casi imposible recrear todas las condiciones naturales que hacen que el agua agria de puertollano sea como es. Probablemente centenares de casualidades naturales o provocadas hacen el agua como es.
Saludos
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Hola, pero entonces, conviene beber el agua de la fuente agria? o no?
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¡Por supuesto! Es un agua con un contenido elevado en hierro. Puede usted beberla tranquilamente, no es perjudicial para su salud. De hecho durante años ha sido considerada agua medicinal.
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