Valentina, a curious young girl, unknowingly experiences a geochemical process while playing with clay-rich red soil containing iron oxides. When these clays get wet with slightly acidic water, small amounts of iron ions are released. These ions quickly oxidize upon contact with oxygen, forming hydrated colloidal iron oxides. These fine particles suspend in the water and stick to the skin due to its surface charge and texture, staining it red and revealing the natural physicochemical processes constantly occurring in soils.
Valentina, una joven curiosa, experimenta sin saberlo un proceso geoquímico mientras juega con barro rico en arcillas rojas y óxidos de hierro. Al humedecer estas arcillas con agua ligeramente ácida, se liberan iones de hierro que, al contacto con el oxígeno, se oxidan formando partículas coloidales de óxidos hidratados. Estas partículas se adhieren a la piel, tiñéndola de rojo, revelando cómo el suelo y el agua interactúan químicamente en procesos naturales comunes pero poco observados.
◼ Antonio Jordán López
En español más abajo, pero first in English porque así lo tengo en la publicación original:
Playing with dirt is science too!
Valentina Aguilar-Dié is a mini-scientist who experiences every trip to the countryside as a little adventure. She is fascinated by rocks, plants, fungi, and insects… and today, without realizing it, she conducted a small geochemical experiment.
 |
| A mini-experiment conducted by a mini-scientist / Un mini-experimento dirigido por una mini-científica. Antonio Jordán/Imaggeo. |
Geochemistry for dummies
The soil she played with is rich in red clays, particularly those containing high concentrations of iron oxides like hematite (Fe₂O₃). This deep red color is typical of well-oxidized, well-drained soils, where iron is present in its most stable and least soluble form. However, when clays become moistened -whether with water from a pond, a stream, or even early morning dew- they can release small amounts of iron in soluble ionic forms (Fe²⁺ and Fe³⁺), especially if the water is slightly acidic (low pH) or contains dissolved CO₂, which forms carbonic acid.
Once exposed to air, these iron ions oxidize quickly. Fe²⁺ (ferrous) is converted into Fe³⁺ (ferric), which then hydrolyzes to form hydrated iron oxides like goethite (FeO(OH)) or ferrihydrite. These compounds give the water a characteristic reddish tint and exist as colloidal particles (less than 1 µm in size), capable of remaining suspended in the water like a natural pigment.
 |
| Red soil profile (São Brás de Alportel, Portugal) / Perfil de suelo rojo (São Brás de Alportel, Portugal). Antonio Jordán/Imaggeo. |
Minerals like your skin
When Valentina wet her face and hands, these colloidal particles remained suspended in the thin layer of water that ran over her skin. The surface of human skin, with its microtextures and slight surface charge, facilitates the adhesion of both clay particles and iron oxides through physical forces (like Van der Waals interactions) and electrostatic attraction. That’s why, even after some time has passed, her cheeks and hands still bear a reddish tint - a fleeting but telling trace of the complex physical and chemical processes constantly shaping the soil.
Questions to think about
Why is mud red?
What other minerals give soil its colors?
What happens when mud is mixed with water?
What happens to iron when it is exposed to air?
What is a colloidal particle?
Why does mud stick to the skin?
Do you have kids around? What are you waiting for? Go play with mud!
Y ahora, en español:
Jugar con barro también es hacer ciencia
Valentina Aguilar Dié es una minicientífica que disfruta cada excursión al campo como una pequeña aventura. Le fascinan las piedras, las plantas, los hongos y los insectos… y hoy, sin saberlo, también ha hecho un pequeño experimento de geoquímica.
Geoquímica para dummies
El suelo con el que ha estado jugando es rico en arcillas rojas, especialmente en formas con alto contenido de óxidos de hierro como la hematita (Fe₂O₃). Esta coloración rojiza tan intensa es típica de suelos bien oxidados y bien drenados, donde el hierro se encuentra en su forma más estable y menos soluble. Sin embargo, cuando las arcillas se humedecen -como ocurre al mojarse las manos y la cara con agua de un charco, un arroyo o incluso del rocío- pueden liberar pequeñas cantidades de hierro en forma de iones solubles (Fe²⁺ y Fe³⁺), especialmente si el agua tiene algo de acidez (pH bajo) o contiene CO₂ disuelto, lo que forma ácido carbónico.
 |
| Formation of red soils on limestone (El Cerro del Hierro, Seville) / Formación de suelos rojos sobre calizas (El Cerro del Hierro, Sevilla). Antonio Jordán/Imaggeo. |
Una vez en contacto con el oxígeno del aire, estos iones de hierro se oxidan rápidamente. El Fe²⁺ (ion ferroso) se convierte en Fe³⁺ (ion férrico), y este, al hidratarse, forma minerales como la goethita (FeO(OH)) o la ferrihidrita, que tiñen el agua de un color rojizo. Estas formas hidratadas y amorfas del óxido de hierro son muy finas, de tamaño coloidal (menor a 1 µm), y pueden mantenerse en suspensión en el agua, como un tinte natural.
A los minerales les gusta tu piel
Cuando Valentina se mojó las manos y la cara, estas partículas coloidales que estaban suspendidas en el agua se le quedaron en la piel. La superficie cutánea, ligeramente cargada y con microtexturas, favorece la adhesión de las partículas de arcilla y de los óxidos de hierro mediante fuerzas físicas (como las fuerzas de Van der Waals) y enlaces electrostáticos. Por eso, aunque haya pasado un rato desde que jugó con el barro, sus mejillas y sus manos siguen teñidas de rojo: una marca efímera, pero muy reveladora, de los procesos físico-químicos que operan constantemente en el suelo.
Preguntas para pensar un poco
¿Por qué el barro es rojo?
¿Qué otros minerales forman colores en el suelo?
¿Qué ocurre cuando se mezcla barro con agua?
¿Qué le pasa al hierro cuando se expone al aire?
¿Qué es una partícula coloidal?
¿Por qué el barro se queda pegado a la piel?
¿Tienes niños cerca? ¿A qué esperas para ir a jugar con barro?
Comentarios
Publicar un comentario