2. El hierro es un elemento químico de número atómico 26
situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los
elementos. Su símbolo es Fe (del latin ferrum) y tiene una
masa atómica de 55,6 u. Este metal de transición es el cuarto
elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5%. Es un metal maleable, de color gris
plateado y presenta propiedades magnéticas; es
ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Es uno de los elementos más importantes del Universo, y el
núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y
níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido
históricamente muy importante, y un período de la historia
recibe el nombre de Edad de Hierro.
3. En el segundo y tercer milenio, antes de Cristo, van apareciendo cada vez
más objetos de hierro (que se distingue del hierro procedente de meteoritos
por la ausencia de níquel), en Mesopotamia, Anatolia y Egipto. Sin embargo,
su uso parece ser ceremonial, siendo un metal muy caro, más que el oro.
Algunas fuentes sugieren que tal vez se obtuviera como subproducto de la
obtención de cobre.
Hacia finales del siglo XVIII y comienzos del XIX se comenzó a emplear
ampliamente el hierro como elemento estructural (en puentes, edificios, etc.).
Entre 1776 a 1779 se construye el primer puente de fundición de hierro,
construido por John Wilkinson y Abraham Darby. En Inglaterra se emplea
por primera vez en la construcción de edificios, por Mathew Boulton y
James Watt, a principios del siglo XIX. También son conocidas otras obras
de ese siglo, por ejemplo el Palacio de Cristal construido para la Exposición
Universal de 1851 en Londres, del arquitecto Joseph Paxton, que tiene un
armazón de hierro, o la Torre Eiffel, en París, construida en 1889 para la
Exposición Universal, en donde se utilizaron miles de toneladas de hierro.
4. Es un metal maleable, de color gris plateado.
Presenta propiedades magnéticas.
Es ferromagnético a temperatura ambiente y presión
atmosférica.
Es extremadamente duro y denso.
Elemento más pesado que se produce exotérmicamente por
fusión.
Y más ligero que se produce a través de una fisión.
Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta
con un 70%
5. Hierro-α: estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una
red cúbica centrada en el cuerpo (bcc).
Hierro-γ: 911 °C - 1392 °C; presenta una red cúbica centrada
en las caras (fcc).
Hierro-δ: 1392 °C - 1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica
centrada en el cuerpo.
Hierro-ε: Puede estabilizarse a altas presiones, presenta
estructura hexagonal compacta (hcp).
6. NOMBRE, SÍMBOLO, NÚMERO Hierro, Fe, 26
SERIE QUÍMICA Metales de transición
GRUPO, PERÍODO, BLOQUE 8, 4, d
MASA ATÓMICA 55,845 u
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA [Ar]3d64s2
DUREZA MOHS 4,0
ELECTRONES POR NIVEL 2, 8, 14, 2
7. RADIO MEDIO 140 pm
ELECTRONEGATIVIDAD 1,83 (Pauling)
RADIO ATÓMICO (CALC) 155.8 pm (Radio de Bohr)
RADIO COVALENTE 126 pm
RADIO DE VAN DER WAALS Sin datos pm
ESTADO(S) DE OXIDACIÓN 2, 3
ÓXIDO Anfótero
1.ª ENERGÍA DE IONIZACIÓN 762,5 kJ/mol
2.ª ENERGÍA DE IONIZACIÓN 1561,9 kJ/mol
3.ª ENERGÍA DE IONIZACIÓN 2957 kJ/mol
4.ª ENERGÍA DE IONIZACIÓN 5290 kJ/mol
8. ESTADO ORDINARIO sólido (ferromagnético)
DENSIDAD 7874 kg/m3, 7,87 g/cm3 kg/m3
PUNTO DE FUSIÓN 1808 k (1535 °c)
PUNTO DE EBULLICIÓN 3023 k (2750 °c)
ENTALPÍA DE VAPORIZACIÓN 349,6 kj/mol
ENTALPÍA DE FUSIÓN 13,8 kj/mol
PRESIÓN DE VAPOR 7,05 Pa a 1808 k
9. ARTÍCULO PRINCIPAL:
ISÓTOPOS DEL
HIERRO
iso AN Periodo MD
Ed
PD
MeV
54Fe 5,845% Estable con 28 neutrones
55Fe Sintético 2,73 a Ε 0,231
55Mn
56Fe 91,72% Estable con 30 neutrones
57Fe 2,119% Estable con 31 neutrones
58Fe 0,282% Estable con 32 neutrones
59Fe Sintético 44,503 d β 1,565 59Co
60Fe Sintético 1,5·106 a β- 3,978 60Co
10. La hematites (Fe2O3): Puede volverse magnético al calentarse. El color rojo y el
hecho de que manche es característico. Su raya roja, independiente de la forma
en la que se presenta.
La magnetita (Fe3O4): Se presenta en masas granuladas, granos sueltos o
arenas de color pardo oscuro. También puede estar en forma de cristales
octaédricos.
La limonita (FeO (OH)):común en zonas oxidadas con depósitos con
minerales de hierro. Se origina por la descomposición de muchos minerales de
hierro, especialmente la pirita.
La siderita (FeCO3): mineral pesado, tiene una composición de carbonato de
hierro y un ordenamiento interno trigonal
La pirita (FeS2): conocida como "el oro de los tontos« llamada así por su
increíble parecido con el oro..
La ilmenita (FeTiO3): mineral ortomagmático en casi todas las rocas eruptivas
como mineral accesorio. En rocas eruptivas básicas. Pegmatitas asociadas a
gabros. Sedimentario en placeres. En drusas alpinas.
11. El hierro es obtenido en el alto horno mediante la conversión de los
minerales en hierro líquido, a través de su reducción con coque; se
separan con piedra caliza, los componentes indeseables, como
fósforo, azufre, y manganeso.
Los gases de los altos hornos son fuentes importantes de partículas y
contienen monóxido de carbono. La escoria del alto horno es
formada al reaccionar la piedra caliza con los otros componentes y
los silicatos que contienen los minerales.
Se enfría la escoria en agua, y esto puede producir monóxido de
carbono y sulfuro de hidrógeno. Los desechos líquidos de la
producción de hierro se originan en el lavado de gases de escape y
enfriamiento de la escoria. A menudo, estas aguas servidas poseen
altas concentraciones de sólidos suspendidos y pueden contener una
amplia gama de compuestos orgánicos (fenoles y cresoles),
amoníaco, compuestos de arsénico y sulfuros.
12. Los gases sufren una serie de reacciones; el carbono puede
reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:
C + O2 → CO2
A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar
monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el
monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:
2CO + O2 → 2CO2
13. En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o
totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 FeO + CO → Fe + CO2
Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta,
reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose
los óxidos. Por ejemplo:
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
El carbonato de calcio (caliza) se descompone:
CaCO3 → CaO + CO2
Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de
carbono como se ha visto antes.
Más abajo se producen procesos de carburación:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
14. Finalmente se produce la
combustión y desulfuración
(eliminación de azufre)
mediante la entrada de aire.
Y por último se separan dos
fracciones: la escoria y el
arrabio: hierro fundido, que
es la materia prima que luego
se emplea en la industria.
El arrabio suele contener
bastantes impurezas no
deseables, y es necesario
someterlo a un proceso de
afino en hornos llamados
convertidores.
15. Aunque solo existe en pequeñas cantidades en los seres vivos,
el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en la
supervivencia de los mismos y es necesario no sólo para lograr
una adecuada oxigenación tisular sino también para el
metabolismo de la mayor parte de las células.
En la actualidad con un incremento en el oxígeno atmosférico
el hierro se encuentra en el medio ambiente casi
exclusivamente en forma oxidada (ó ferrica Fe3+) y en esta
forma es poco utilizable.
En los adultos sanos el hierro corporal total es de unos 2 a 4
gramos ( 2,5 gramos en 71 kg de peso en la mujer ó 35 mg/kg)
(a 4 gramos en 80kg o 50 mg/kg en los varones).
16. 70%hierro
funcional
ERITROCITO 65 %
TISULAR
MIOGLOBINAS
(4%)
ENZIMAS
ESTAS SON ENZIMAS ESENCIALES PARA LA FUNCIÓN DE LAS
MITOCONDRIAS Y QUE CONTROLAN LA OXIDACIÓN INTRACELULAR
(CITOCROMOS, OXIDASAS DEL CITROCROMO, CATALASAS,
PEROXIDASAS).
TRANSFERRINA (0,1%), LA CUAL SE ENCUENTRA NORMALMENTE
SATURADA EN 1/3 CON HIERRO.
17. Como hemoglobina y
mioglobina, presente
principalmente en la carne y
derivados
Se encuentra afectada por una
gran cantidad de factores
dietéticos y de secreción
gastrointestinal.
EL HIERRO DEL HEM ES BIEN ABSORBIDO, PERO EL HIERRO NO HEM SE
ABSORBE EN GENERAL MUY POBREMENTE Y ESTE ÚLTIMO, ES EL HIERRO
QUE PREDOMINA EN LA DIETA DE GRAN CANTIDAD DE GENTE EN EL
MUNDO
18. La siderosis es el depósito de hierro en los tejidos. El hierro en
exceso es tóxico. El hierro reacciona con peróxido y produce
radicales libres; la reacción más importante es:
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH•
Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales, los
mecanismos antioxidantes del organismo pueden controlar este
proceso.
La dosis letal de hierro en un niño de 2 años es de unos 3.1 g
puede provocar un envenenamiento importante. El hierro en
exceso se acumula en el hígado y provoca daños en este órgano.
19. La inhalación crónica de concentraciones excesivas de vapores o polvos de
óxido de hierro puede resultar en el desarrollo de una neumoconiosis
benigna, llamada sideriosis, que es observable como un cambio en los
rayos X. Ningún daño físico de la función pulmonar se ha asociado con la
siderosis. La inhalación de concentraciones excesivas de óxido de hierro
puede incrementar el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón en
trabajadores expuestos a carcinógenos pulmonares. LD50 (oral, rata) =30
gm/kg. (LD50: Dosis Letal 50.
20. El hierro (III)-O-arsenito,
pentahidratado puede ser peligroso
para:
Se recomienda
encarecidamente que no
se permita que el producto
entre en el medio
ambiente porque persiste
en éste. El hierro como se
ve en las reacciones se
asocia al oxígeno con
facilidad lo que puede
resultar en que en medio
acuoso produzca su
carencia y como resultado
la asfixia de peces, plantas
y organismos marinos.
23. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) la deficiencia
de hierro se considera el primer desorden nutricional en el mundo.
Aproximadamente el 80 % de la población tendría deficiencia de
hierro mientras que el 30 % padecería de anemia por deficiencia
de hierro. El desarrollo de la deficiencia de hierro es gradual y el
comienzo, se da con un balance negativo de hierro es decir,
cuando la ingesta de hierro de la dieta no satisface las necesidades
diarias; entonces se produce una disminución en el depósito de
hierro del organismo pero los niveles de hemoglobina permanecen
normales. Por otro lado la anemia por deficiencia de de hierro
(anemia ferropénica) es un estadio avanzado en la disminución del
hierro; aquí los niveles de hemoglobina se encuentran por debajo
de lo normal.
