PROPIEDADES
DEL HIERRO
El hierro puro tiene una dureza que oscila entre
4 y 5. Es blando, maleable y dúctil.
Se magnetiza fácilmente a temperatura
ordinaria; es difícil magnetizarlo en
caliente, y a unos 790 °C desaparecen las
propiedades magnéticas. Tiene un punto
de fusión de unos 1.535 °C, un punto
de ebullición de 2.750 °C y una densidad
relativa de 7,86. Su masa atómica es
55,845.
El
metal existe en tres formas alotrópicas
distintas: hierro ordinario o hierro-a (hierro-alfa),
hierro-g (hierro-gamma) y hierro-d (hierro-delta).
La disposición interna de los átomos
en la red del cristal varía en la transición
de una forma a otra. La transición de
hierro-a a hierro-g se produce a unos 910 °C,
y la transición de hierro-g a hierro-d
se produce a unos 1.400 °C. Las distintas
propiedades físicas de las formas alotrópicas
y la diferencia en la cantidad de carbono admitida
por cada una de las formas desempeñan
un papel importante en la formación,
dureza y temple del acero.
Químicamente
el hierro es un metal activo. Se combina con
los halógenos (flúor, cloro, bromo,
yodo y astato) y con el azufre, fósforo,
carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno
de la mayoría de los ácidos débiles.
Arde con oxígeno formando tetróxido
triférrico (óxido ferrosoférrico),
Fe3O4. Expuesto al aire húmedo, se corroe
formando óxido de hierro hidratado, una
sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida comúnmente
como orín o herrumbre. La formación
de orín es un fenómeno electroquímico
en el cual las impurezas presentes en el hierro
interactúan eléctricamente con
el hierro metal. Se establece una pequeña
corriente en la que el agua de la atmósfera
proporciona una disolución electrolítica
(véase Electroquímica). El agua
y los electrólitos solubles aceleran
la reacción. En este proceso, el hierro
metálico se descompone y reacciona con
el oxígeno del aire para formar el orín.
La reacción es más rápida
en aquellos lugares donde se acumula el orín,
y la superficie del metal acaba agujereándose.
Véase Corrosión.
Al
sumergir hierro en ácido nítrico
concentrado, se forma una capa de óxido
que lo hace pasivo, es decir, no reactivo químicamente
con ácidos u otras sustancias. La capa
de óxido protectora se rompe fácilmente
golpeando o sacudiendo el metal, que vuelve
así a ser activo.
ESTADO
NATURAL DEL HIERRO
El
hierro sólo existe en estado libre en
unas pocas localidades, en concreto al oeste
de Groenlandia. También se encuentra
en los meteoritos, normalmente aleado con níquel.
En forma de compuestos químicos, está
distribuido por todo el mundo, y ocupa el cuarto
lugar en abundancia entre los elementos de la
corteza terrestre; después del aluminio,
es el más abundante de todos los metales.
El principal mineral de hierro es la hematites.
Otros minerales importantes son la goetita,
la magnetita, la siderita y el hierro del pantano
(limonita). La pirita, que es un sulfuro de
hierro, no se procesa como mineral de hierro
porque el azufre es muy difícil de eliminar.
Para más detalles sobre el procesado
de los minerales de hierro, véase Siderurgia.
También existen pequeñas cantidades
de hierro combinadas con aguas naturales y en
las plantas; además, es un componente
de la sangre.
APLICACIONES
Y PRODUCCIÓN DEL HIERRO
El
hierro puro, preparado por la electrólisis
de una disolución de sulfato de hierro
(ii), tiene un uso limitado. El hierro comercial
contiene invariablemente pequeñas cantidades
de carbono y otras impurezas que alteran sus
propiedades físicas, pero éstas
pueden mejorarse considerablemente añadiendo
más carbono y otros elementos de aleación.
La
mayor parte del hierro se utiliza en formas
sometidas a un tratamiento especial, como el
hierro forjado, el hierro colado y el acero.
Comercialmente, el hierro puro se utiliza para
obtener láminas metálicas galvanizadas
y electroimanes. Los compuestos de hierro se
usan en medicina para el tratamiento de la anemia,
es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina
o el número de glóbulos rojos
en la sangre.
Según
estimaciones para 2000, la producción
anual de hierro se situaba en torno a los 1.010
millones de toneladas.
COMPUESTOS
DEL HIERRO
El
hierro forma compuestos en los que tiene valencia
+2 (antiguamente compuestos ferrosos) y compuestos
en los que tiene valencia +3 (antiguamente compuestos
férricos). Los compuestos de hierro (ii)
se oxidan con facilidad a compuestos de hierro
(iii). El compuesto más importante de
hierro (ii) es el sulfato de hierro (ii), FeSO4,
denominado caparrosa verde; normalmente existe
en forma de cristales verde pálido que
contienen siete moléculas de agua de
hidratación. Se obtiene en grandes cantidades
como subproducto al limpiar el hierro con baño
químico, y se utiliza como mordiente
en el teñido, para obtener tónicos
medicinales y para fabricar tinta y pigmentos.
El
óxido de hierro (iii), un polvo rojo
amorfo, se obtiene tratando sales de hierro
(iii) con una base, y también oxidando
pirita. Se utiliza como pigmento, y se denomina
rojo de hierro o rojo veneciano. También
se usa como abrasivo para pulir y como medio
magnetizable de cintas y discos magnéticos.
El cloruro de hierro (iii), que se obtiene en
forma de cristales brillantes de color verde
oscuro al calentar hierro con cloro, se utiliza
en medicina y como una disolución alcohólica
llamada tintura de hierro.
