Tabla de Contenidos
Propiedades físicas del Hierro
Densidad / g dm-3: 7874 (293 K) 7035 (m.p.)
Volumen molar / cm3mol-1: 7.09 (293 K) 7.94 (m.p.)
Resistencia eléctrica / µΩcm: 9.71 (20 °C)
Metales de transición
Número atómico: 26
Configuración electrónica: [Ar] 3d64s2
Masa atómica relativa: 55.845 (2)
Grupo: 8
Electronegatividad: 1.83
Radio atómico / pm: 124.1
Periodo: 4
Estados de oxidación: +2 +3
Energía de ionización
Primera energía de ionización/ kJ mol-1: 762.47
Segunda energía de ionización/ kJ mol-1: 1561.90
Tercera energía de ionización/ kJ mol-1: 2957.49
Propiedades térmicas del Hierro
Calor de fusión / kJ mol-1: 14.9
Conductividad térmica / W m-1K-1: 80.2
Calor de atomización / kJ mol-1: 413.96
Punto de ebullición / °C: 2861
Calor de vaporización / kJ mol-1: 340.2
Punto de fusión / °C: 1538
Datos cristalográficos del Hierro
Grupo espacial: Im3m
Longitudes de la celda unidad/pm: a=286.645
Estructura cristalina: cúbica centrada en el cuerpo
Abundancia del elemento
Corteza terrestre / ppm: 70700
Atmósfera / ppm: —
Océanos / ppm: 0.01
Isótopos
Isótopos estables: 54Fe, 56 Fe, 57Fe, 58Fe
Masa atómica relativa: 55.845 (2)
Porcentaje por masa (%): 54Fe (5.8), 56Fe (91.7), 57Fe (2.2), 58Fe (0.3)
Potenciales estándar de reducción
| Semirreacción | Fe3+ + 1e Fe2+ | 0.77 |
| Eo / V | Fe3+ + 3e Fe | – 0.04 |
Historia del Hierro
Etimología
La palabra hierro o fierro proviene del latín ferrum, que significa “metal”. De ahí se deriva su símbolo Fe.
La Edad de Hierro
La Edad de los Metales sucedió a la Edad de Piedra. Tres grandes etapas la conformaron: la Edad de Bronce, la Edad de Cobre y la Edad de Hierro. Esta última constituyó el fin de la prehistoria en el primer milenio antes de Cristo.
La Edad de los Metales representó un salto tecnológico. Surgieron invenciones como el arado, el carro, la rueda, los diques y los canales. La amplia utilización de este elemento marcó la etapa de mayor sofisticación.
Origen y su uso
Es el segundo metal más común en la corteza terrestre, después del aluminio.
Puede hallarse en forma pura en algunos meteoritos. De ahí su utilización temprana en Egipto, América Andina y Yucatán. La primera pieza de hierro, hallada en Egipto, data del cuarto milenio aC.
Generalmente se encuentra en forma de óxidos en minerales rocosos. Esto hace que su extracción sea compleja. Por esta razón, su uso extensivo fue muy posterior.
Varias naciones contribuyeron al desarrollo de tecnologías para su empleo. Los egipcios utilizaban la forja. En India y China surgió la técnica del hierro colado. A los griegos llegó la práctica del hierro templado, que luego heredaron los romanos.
Hubo empresas metalúrgicas prósperas en la cuenca del Mediterráneo en los dos últimos siglos aC. No obstante, la dificultad y el costo del trabajo en las minas eran elevados. Así que las producciones eran limitadas a necesidades básicas de la guerra.
Los hornos existentes hasta ese momento alcanzaban temperaturas muy bajas. Fue en el siglo XV que en Alemania se crearon los hornos Stückofen. Su potencia permitió por primera vez obtener hierro fundido. De esta manera se ampliaron las posibilidades de su explotación.
Aplicaciones del hierro
Mezclar el hierro con otros elementos ha permitido extender sus usos. La forma más conocida de aleación son los aceros. Se crean a partir de la mezcla de este metal con carbono. Otra de sus combinaciones es el hierro magnético, con abrasivos y colorantes.
Estructuras
Por su resistencia y durabilidad, el hierro se emplea para fortalecer casi cualquier estructura. Con él se construyen vigas, columnas, tubos, chapas y placas.
Lo ves diariamente en postes, escaleras, vallas, chimeneas y calderas.
En la carpintería metálica, se emplea para reforzar estructuras de madera.
Muebles, utensilios y partes
El hierro es una opción socorrida en el mobiliario de interiores y exteriores. Lo encuentras en objetos como mesas, asientos y estantes en casas, comercios, hoteles y fábricas.
Innumerables herramientas, moldes y maquinarias son construidos a base de hierro. Los utensilios de acero están presentes en todas las cocinas.
El uso de los tubos galvanizados y los tubos calibrados es también muy diverso.
Seguridad
El hierro, por sus propiedades, es ideal para construir cerraduras, rejas y cercas.
Decoración
Las figuras de hierro en las decoraciones aprovechan tanto su dureza como su maleabilidad. Pueden ser parte de algún mueble, o un adorno en sí mismas.
Transporte
Los medios de transporte contemporáneos contienen altos porcentajes de este metal. Lo hallas en automóviles, buses, barcos, aviones y trenes.
Agricultura
En la agricultura posee múltiples aplicaciones. Se emplea en la construcción de invernaderos. Los alambres se utilizan para delimitar las fincas y sembrados. En proporciones adecuadas, contribuye a mejorar las cosechas y aportarles mayores nutrientes.
El hierro y la salud
Beneficios del hierro para la salud humana
El cuerpo humano posee pequeñas proporciones de hierro en la sangre y el hígado. Es necesario consumir, de forma moderada, alimentos que lo contengan.
Permite aumentar el rendimiento físico. Contribuye a mejorar el razonamiento, el aprendizaje y la memoria.
Es uno de los componentes de la hemoglobina. Se encarga de transportar el oxígeno de los pulmones al resto del cuerpo. Desempeña un papel primordial en la elaboración de hormonas y tejidos conectivos.
Peligros del hierro para la salud humana
Las cantidades inadecuadas de este elemento en el organismo pueden causar serias complicaciones.
Falta de hierro en el organismo
Cuando existe un déficit de hierro, la principal consecuencia es la anemia. Esta provoca cansancio, trastornos intestinales, falta de memoria y mayor facilidad para contraer infecciones.
Exceso de hierro en el organismo
Consumir demasiada cantidad de este elemento también es perjudicial. Los daños más comunes son malestar gástrico, estreñimiento y vómitos. Ingerirlo en exceso puede provocar fallos en el funcionamiento de varios órganos.
El hierro y el medio ambiente
Debido a su amplia explotación, este elemento se produce en grandes cantidades. La manera en que este metal se extrae y procesa puede generar daños ambientales.
Daños al medio ambiente
Las fábricas de hierro y acero producen aguas y gases residuales. Por ejemplo, las emisiones de polvo, azufre, amoniaco, arsénico y sulfuros.
Pequeñas partículas de este metal se acumulan en el mar. Estas crean una disolución ácida de hierro que contribuye al efecto invernadero.
Medidas para minimizar los daños del Hierro
El tratamiento efectivo y oportuno de las aguas residuales es fundamental. Previene la degradación de los suelos, el agua y el aire. Otra medida importante es la reutilización y el reciclaje del acero.
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