Hierro

Hierro
El hierro 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 latín fĕrrum) 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% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. El núcleo de la Tierra estáformado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético
Características principales
Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente seencuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria paraseparar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).
Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A presión atmosférica:
• 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 lascaras (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).
• Abundancia y obtención[editar]
• El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. También existe en el Universo, habiéndose encontradometeoritos que lo contienen. Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta con un 70%. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etcétera.
• Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos impurezas. Muchosde los minerales de hierro son óxidos, y los que no, se pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.
• La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno (también, horno alto). En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúa como escorificante.
• Los gases sufren una serie dereacciones; 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
• El proceso de oxidación de coque con oxígeno liberaenergía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).
• 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
• Finalmente se produce la combustión y desulfuración (eliminación de azufre) mediante la...