Hierro

El hierro es un elemento metálico que se encuentra en el grupo 8 de la tabla periódica, ubicado entre el manganeso y el cobalto. Posee un número atómico igual a 26, su masa atómica es igual a 55,847 unidades, y es representado por el símbolo químico Fe, abreviatura del latín Ferrum.

Este metal es el 4° elemento químico más abundante en la corteza terrestre, comprendiendo un 5% de su estructura. En la corteza comúnmente es hallado en forma mineral, componiendo minerales tan importantes como la hematites, la magnetita, la pirrita 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 manejo del hierro, para la elaboración de herramientas, armas, etc., marca el surgimiento de la Edad de Hierro.

Características y propiedades

El hierro es un elemento que pertenece a la serie química de los metales de transición. Destaca por ser el metal de transición más abundante en la corteza.

Además de hallarse en la corteza terrestre, puede encontrarse en meteoritos y en el núcleo del planeta, representando un 70% de este. Así que a escala planetaria es el elemento más abundante, en lo que respecta a masa.

En la naturaleza, el hierro no se presenta en estado puro, sino que forma sales y minerales al reaccionar con otros elementos, especialmente con el oxígeno.

Es uno de los metales de mayor importancia para la humanidad, tanto por su intervención histórica iniciando lo que se conoce como la Edad de Hierro, como por su indispensable uso actual.

El hierro es uno de los elementos más estables y pesados en el universo.

La producción de hierro está dominada por China, Australia, Brasil, Japón, India y Rusia. De todos ellos, Australia sobresale por poseer las reservas minerales de hierro más ricas.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se alcanza a los 1535 °C, mientras que su punto de ebullición se obtiene a los 2750 °C.
  • La densidad del hierro es de 7874 kg/m3.
  • Su estado ordinario es el sólido.
  • Comúnmente, posee una estructura cristalina cúbica centra en el cuerpo.
  • Organolépticamente, es un metal mediamente duro con una coloración plateada oscura.
  • Es un metal ferromagnético.
  • Presenta una relativamente baja conductividad eléctrica y térmica.
  • En la escala de Mohs, tiene una dureza igual a 4.

Propiedades químicas

  • A escalas atómicas, generalmente está compuesto por 26 electrones, 26 protones y 30 neutrones.
  • Sus electrones vibran en 4 niveles energéticos.
  • Sus estados de oxidación son: -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7.
  • Alotrópicamente, posee 4 variedades: hierro alfa (cristal cúbico centrado en el cuerpo), hierro gamma (cristal cúbico centrado en las caras), hierro delta (cristal cúbico centrado en el cuerpo) y hierro épsilon (cristal hexagonal compacto).
  • Al interactuar con el aire forma una capa superficial de óxido. Esto lo hace propenso a la corrosión.
  • Los compuestos ferrosos (+2) se oxidan con facilidad en compuestos férricos (+3).
  • El hierro es un buen agente de reducción, ya que es el metal de transición con mayor reactividad.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal con elevada ductilidad, tenacidad y maleabilidad.
  • Al combinarse con carbono se produce un incremento de su dureza y resistencia tensional.

Usos

Estructura de hierro – Puente

El hierro, como metal de mayor producción mundial, es utilizado principalmente como material constructivo y estructural, puesto que posee una alta resistencia y su producción conlleva unos costos relativamente bajos.

La metalurgia y la siderurgia son los sectores industriales que aprovechan al máximo al hierro para producir fundiciones y aceros estructurales. El acero es una aleación de hierro y carbono, a las que suele agregarse otros metales como el cromo, para mejorar ciertas propiedades, en este caso, su debilidad a la corrosión.

El hierro en estado puro es usado para fabricar potentes electroimanes y láminas metálicas galvanizadas.

Imán

El óxido férrico es utilizado para elaborar tintes rojos, especialmente la tonalidad conocida como rojo veneciano, y también sirve para pulir y para magnetiza cintas y discos.

El cloruro de hierro es un compuesto empleado como disolución alcohólica para colorear telas, además, puede usarse para tratar aguas residuales, para fabricar placas de circuitos impresos y como aditivo alimenticio.

En el campo de la medicina, el sulfato de hierro es usado en el tratamiento de la anemia. Incluso, permite purificar el agua de partículas residuales.

Los catalizadores de hierro participan en el proceso Haber-Bosch y en el Fischer-Tropsch, para producir amoníaco y combustible, respectivamente.

Dónde se encuentra

Las mayores reservas de hierro se encuentran en Australia, seguido de Brasil, Rusia y en China, estas son las entidades para la extracción del mineral en las minas.

Hematita

El hierro representa hasta el 70% de la corteza terrestre, siendo uno de los minerales más abundantes en las masas planetarias detrás del aluminio y el plomo.

Sus usos se fundamentan en los productos de cosmologías para la elaboración de productos de bellezas como labiales y mascarillas para el rostro.

Es válido afirmar que el hierro también se encuentra presente en los organismos de los seres vivientes y los seres humanos.

Obtención

La obtención del hierro es un tanto complicada, pues no se encuentra en estado natural por estar

Hierro en estado Natural – Óxido férrico

recubierto de óxido y otros minerales.

Al momento de extraer la roca del suelo, es necesario pasarla a través un detector de metales, si este emite un sonido de alerta es porque se trata de un metal.

Luego de verificar que se trata de hierro es muy importante someter la roca a estos procedimientos:

· Proceso de flotación: consiste en utilizar detergentes para que el hierro se pegue a estos componentes y flote.

· Proceso de imanes: ubicar imágenes alrededor de la roca para atraer el hierro.

¿Quién lo descubrió?

Los primeros indicios del hierro datan desde el cuarto milenio ante de la existencia de Cristo, especialmente para los sumerios y egipcios.

Espadas de hierro antiguas

Con el paso de las décadas, empezaron a aparecer más artilugios como platos, envases, armas, joyas, espadas y otros artículos.

Mesopotamia, Anatolia y Egipto fueron las primeras ciudades en acoger el hierro como un mineral para elaborar diferente artículos cotidianos.

El hierro se encuentra estrechamente vinculado para los años 1. 600 y 1. 200 a. C con el oriente medio, funcionó como sustituto del bronce.

En los períodos del siglo XII a. C y X a. C se produjo una transición en Oriente Medio donde cambiaron el bronce por el hierro.

La Edad de Hierro fue una época donde este material tomó gran auge, de hecho sus niveles productivos se ubicaron en las 15 toneladas al nivel mundial.

En Grecia, se utilizó el hierro para los años 1. 000 a. C pero no llegó a Europa occidental hasta el siglo VII a. C.

Aunque el hierro fue acogido poco a poco, el cambio era inminente, pues el hierro era más duro y resistente que el bronce y otros metales.

Luego se originó la cultura de La Téne siendo la “segunda Edad de Hierro” para la creación de herramientas, prendas y armas para la cotidianidad.

Con el paso de los años, el hierro se fue incorporando a otras valoraciones como pilares en construcción. De hecho, la Torre Eiffel en París cuenta con un armazón de hierro.