Hierro
Este metal es el cuarto elemento químico más abundante en la corteza terrestre, constituyendo el 5% de su estructura. En la corteza se encuentra comúnmente en forma mineral, componiendo minerales tan importantes como la hematita, la magnetita, la pirita y la limonita, entre otros.
El hierro es un elemento antiguo que fue descubierto por las civilizaciones de la Edad de Bronce asentadas en Oriente Medio entre los siglos XII y X a.C. El posterior perfeccionamiento de las técnicas de uso y manipulación del hierro, para la fabricación de herramientas, armas, etc., marca la aparición de la Edad de Hierro.
Hierro
El hierro es un elemento que pertenece a la serie química de los metales de transición. Es el metal de transición más abundante en la corteza.
Además de encontrarse en la corteza terrestre, se encuentra en los meteoritos y en el núcleo del planeta, representando el 70% del mismo. Así que a escala planetaria es el elemento más abundante, en términos de masa.
En la naturaleza, el hierro no se encuentra en estado puro, sino que forma sales y minerales cuando reacciona con otros elementos, especialmente el oxígeno.
Es uno de los metales más importantes para la humanidad, tanto por su papel histórico en el inicio de la llamada Edad de Hierro, como por su uso indispensable en la actualidad.
El hierro es uno de los elementos más estables y pesados del universo.
La producción de hierro está dominada por China, Australia, Brasil, Japón, India y Rusia. De todos ellos, Australia destaca por tener las reservas de mineral de hierro más ricas.
Propiedades físicas
- Su punto de fusión se alcanza a los 1535 °C, mientras que su punto de ebullición se alcanza a los 2750 °C.
- La densidad del hierro es de 7874 kg/m3.
- Su estado ordinario es sólido.
- Suele tener una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo.
- Desde el punto de vista organoléptico, es un metal de dureza media con una coloración plateada oscura.
- Es un metal ferromagnético.
- Tiene una conductividad eléctrica y térmica relativamente baja.
- En la escala de Mohs, tiene una dureza igual a 4.
Propiedades químicas
- A escala atómica, se compone generalmente de 26 electrones, 26 protones y 30 neutrones.
- Sus electrones vibran en 4 niveles de energía.
- Sus estados de oxidación son: -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7.
- Desde el punto de vista alotrópico, presenta 4 variedades: hierro alfa (cristal cúbico centrado en el cuerpo), hierro gamma (cristal cúbico centrado en la cara), hierro delta (cristal cúbico centrado en el cuerpo) y hierro épsilon (cristal hexagonal compacto).
- Al interactuar con el aire, forma una capa de óxido superficial. Esto lo hace propenso a la corrosión.
- Los compuestos ferrosos (+2) se oxidan fácilmente a compuestos férricos (+3).
- El hierro es un buen agente reductor, ya que es el metal de transición con mayor reactividad.
Propiedades mecánicas
- Es un metal con gran ductilidad, tenacidad y maleabilidad.
- Cuando se combina con el carbono, aumenta su dureza y resistencia a la tracción.
Usos
El hierro, como metal más producido en el mundo, se utiliza principalmente como material de construcción y estructural, ya que tiene una gran resistencia y unos costes de producción relativamente bajos.
La metalurgia y la siderurgia son los sectores industriales que más aprovechan el hierro para producir fundiciones y aceros estructurales. El acero es una aleación de hierro y carbono, a la que se suelen añadir otros metales como el cromo para mejorar ciertas propiedades, en este caso, su debilidad a la corrosión.
El hierro en estado puro se utiliza para fabricar potentes electroimanes y chapa galvanizada.
El óxido férrico se utiliza para fabricar tintes rojos, especialmente el tono conocido como rojo veneciano, y también se emplea para pulir y para magnetizar cintas y discos.
El cloruro de hierro es un compuesto que se utiliza como solución alcohólica para colorear tejidos, y también se puede utilizar para tratar aguas residuales, para fabricar placas de circuitos impresos y como aditivo alimentario.
En el ámbito médico, el sulfato de hierro se utiliza en el tratamiento de la anemia. También puede utilizarse para purificar el agua de las partículas residuales.
Los catalizadores de hierro se utilizan en los procesos Haber-Bosch y Fischer-Tropsch para producir amoníaco y combustible, respectivamente.