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Curiosidades
Descubierto en:
1500 años a.C.
Fuentes: Minerales de hierro: pirita [FeS2], chamosita [Fe3(Si2Al2O10).3H2O],
goethita [Fe2O3.H2O], hematites u oligisto [Fe2O3],
limonita [2Fe2O3.3H2O], magnetita [Fe3O4
o FeO.Fe2O3], siderita [FeCO3], ilmenita [FeTiO3],
vivianita [Fe3(PO4)2.8H2O],......
Usos: Acero, hierro colado, bronce: herramientas, construcción,...
Curiosidades sobre el
elemento: Cuando se
piensa en un metal, normalmente se piensa en el hierro.
El hierro se utiliza desde la Prehistoria:
- El Génesis menciona que
Tubalcaín o Tubal-qayin, hijo de Lamek, de la séptima generación desde
Adán es el maestro de los herreros y latoneros. En las lenguas semíticas
Tubal significa "país de los metales" y Caín significa
"herrero".
- Hacia 1500 a.C. se obtiene
esponja de hierro con carbón de madera como reductor.
- Una columna de hierro
datada aproximadamente en el año 400 d.C., permanece levantada
actualmente en Delhi (India). Es de hierro forjado y tiene una altura de
7,25 m y un diámetro de 40 cm. La corrosión ha sido mínima aunque ha
estado expuesta a la intemperie desde su fabricación.
- Hacia el año 1300 se
obtiene hierro bruto líquido y se transforma en maleable en hornos de
afino.
- En 1556, Agrícola
describe tres métodos metalúrgicos para el hierro.
- Se construye el primer
horno alto de coque en 1735.
- En 1860 se utiliza el
convertidos Bessemer para el afino de hierro bruto a acero bruto.
- En 1864 se fabrica acero
en un horno Siemens-Martin.
- En 1900 primer horno de
arco eléctrico para obtener acero.
- En 1948 afino mediante
inyección de oxígeno.
- En 1950 reducción directa
del hierro
El hierro es un elemento
relativamente abundante en el universo: se encuentra en el Sol y en muchos
tipos de estrellas en cantidades importantes. Sus núcleos son muy estables.
Es el componente principal de un tipo de meteoritos denominados sideritas
y, en menor proporción, también se encuentra en otros tipos.
Se cree que el núcleo de la Tierra está, en gran parte, compuesto por hierro
con aproximadamente un 10% de hidrógeno ocluido.
En la corteza es el cuarto elemento más abundante (5,63% en peso), tras el
silicio, el oxígeno y el aluminio. Sólo se encuentra en estado elemental en
los meteoritos. Sus minerales son muy abundantes (más de 400) y destacan: la
más común de todas ellas es el hematites (hematites roja, oligisto, que
forma las arenas negras de playas y arroyos) (hasta un 65% de hierro), la
magnetita (hasta un 70% de hierro), la siderita (hasta un 40% de hierro) y la
pirita (hasta un 46% de hierro). Un mineral de creciente importancia es la
taconita (sílice mezclada con magnetita y oligisto).
Los procesos de obtención del metal y sus aleaciones constituyen lo que se
conoce como siderurgia: en un alto horno se reducen los minerales de hierro
con carbón a alta temperatura, obteniéndose el arrabio o hierro
fundido.
El nuevo método de reducción directa emplea generalmente el óxido de hierro
sólido que es reducido a esponja de hierro mediante un gas: CO + H2
a 900ºC.
Según el contenido en carbono, las propiedades del hierro cambian
drásticamente. El hierro fundido (arrabio) que se obtiene del horno alto se
vierte en moldes y se denomina hierro en lingotes, aleación con un
3-5% de carbono y cantidades variables (hasta un 5% en conjunto) de azufre,
silicio, manganeso
y fósforo. La purificación parcial con aire produce hierro colado
Cuando este hierro colado recién solidificado se enfría lentamente, el
carbono sale de la solución sólida como grafito y se obtiene hierro
colado gris, que es relativamente blando y tenaz. Si el enfriamiento es
rápido se obtiene hierro colado blanco, en el cual el carbono se
encuentra combinado en granos de carburo de hierro o cementita, Fe3C;
es muy duro pero muy quebradizo. El hierro dulce, del cual se ha
eliminado casi todo el carbono, es blando y maleable. El hierro forjado
contiene unas pocas décimas por ciento de carbono, es duro, maleable, menos
fusible que el puro y tiene una estructura fibrosa.
Si del arrabio se elimina algo de carbono y se adicionan
metales como manganeso,
cromo,
níquel, wolframio, molibdeno, vanadio,
se obtiene una mezcla que es más fuerte y que se denomina acero (hasta
1,5% de carbono). Como en el caso del hierro, las cantidades de carbono
influyen enormemente en las propiedades:
Tipo
de acero |
Contenido
en C |
Propiedades
y aplicaciones |
Dulce,
Pobre en carbono |
hasta
0,15 |
Dúctil y
poco duro. Alambre |
Templado |
0,15 a
0,25 |
Cables,
clavos, cadenas, herraduras |
Medio
carbono |
0,20 a
0,60 |
Clavos,
raíles, vigas y otros materiales estructurales |
Alto
carbono |
0,61 a
1,5 |
Cuchillos,
herramientas de corte, brocas |
Es raro encontrar el metal puro. Generalmente está aleado con carbono y otros
metales. El metal puro es plateado, brillante, duro, dúctil, muy fusible y
muy reactivo, que rápidamente se corroe, especialmente en aire húmedo o agua
conteniendo dióxido de carbono o a elevadas temperaturas (por formación de
una capa de óxido de hierro (III) hidratado, que es granulosa y permeable:
herrumbre). Forma rápidamente una capa pasivadora de óxido, por lo que es
estable al aire seco, cloro seco, ácido sulfúrico concentrado, ácido
nítrico y bases (excepto hidróxido de sodio).
Los ácidos oxidantes a temperatura ambiente y el vapor de agua por encima de
500ºC lo atacan con desprendimiento de hidrógeno.
Tiene una conductividad de un 11% de la del cobre.
Puro no tiene aplicaciones. Se utiliza para producir aleaciones, incluidas los
aceros.
Es el metal más importante, útil, abundante y barato.
Entre sus compuestos destacan:
El óxido de hierro (III) (oligisto) se utiliza en la obtención del metal,
como abrasivo, en pinturas (marrón-rojizo).
El óxido mixto de hierro (II, III) (magnetita), es ferromagnético y conduce
la corriente. Se emplea en la obtención de hierro, electrodos para la
obtención electrolítica de cloro-álcalis, colorante (negro), abrasivo.
El sulfato de hierro (II) heptahidratado, se emplea en tintorería,
fabricación de tintas, desinfectante, herbicida, en fotografía y en
medicina.
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