Ingeniería Industrial

Tecnológico De Estudios Superiores De Valle De Bravo

Ingeniería Industrial

Química

1° semestre Grupo: 101

27/Septiembre/2012

OBJETIVO GENERAL.

Identificar el extenso trabajo industrial que nos es posible realizar gracias a los minerales con lo que cuenta nuestro planeta, especialmente el hierro, documentando la manipulación y utilización del mismo. Además de informarnos de las ventajas y riesgos que nos puede generar el trabajar con este mineral.

ALCANCES Y LIMITACIONES.

Alcances.

Con la ejecución de este proyecto de investigación se beneficiara a todo aquel individuo que quiera conocer más sobre la manipulación del hierro por las industrias, también se conocerá y describirá las consecuencias relacionadas al trabajo de este mineral, identificando las acciones que las empresas realizan para evitar estos daños y recomendando algunas acciones para solucionarlo.

Limitaciones.

A consecuencia de que no se cuenta con un apoyo económico, el proyecto estará sujeto solo a la investigación teórica y no a una más amplia con bases fundamentadas en campos laborales y opiniones de expertos.

JUSTIFICACIÓN

La elaboración de este proyecto es para que el interesado cuente con un amplio conocimiento de este mineral. El identificar y utilizar el hierro como una base de nuestra investigación es la gran cantidad del mineral con la que cuenta el planeta, su fácil utilización y el extenso campo en el cual puede ser empleado una vez ya modificado, además de conocer sus características químicas que serán de gran importancia para fundamentar los conocimientos adquiridos en la materia.

HIERRO

Nombre Hierro

Número atómico 26

Valencia 2,3

Estado de oxidación +3

Electronegatividad 1,8

Radio covalente (Å) 1,25

Radio iónico (Å) 0,64

Radio atómico (Å) 1,26

Configuración electrónica [Ar]3d64s2

Primer potencial de ionización (eV) 7,94

Masa atómica (g/mol) 55,847

Densidad (g/ml) 7,86

Punto de ebullición (ºC) 3000

Punto de fusión (ºC) 1536

INTRODUCCIÓN

Mediante la investigación realizada plasmaremos lo más importante de este elemento. El hierro tiene una enorme importancia en la vida moderna. Cómo se podrían construir los aeroplanos todos los medios modernos de transportes y los innumerables dispositivos mecánicos en que se utiliza el hierro para su construcción, sin mencionar los tornillos y pernos y centenares de otras piezas corrientes en el uso diario. Es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico.

Fue descubierto en la prehistoria para la utilización como adornos o construcción de armas, fue encontrando en Egipto en 4000 a.C. Mas a delante les mencionaremos el uso que tiene, las distintas consecuencias que este produce tanto para el medio ambiente como a la salud humana, ya que se utilizan distintos químicos para la limpieza, se menciona como evitar la corrosión de este metal a un corto o largo plazo.

EL HIERRO

El hierro o fierro (en muchos países hispanohablantes se refiere a la segunda forma) 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 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 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.

Historia

Se tienen indicios de uso del hierro, cuatro milenios antes de Cristo, por parte de los sumerios y egipcios.

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.

Entre 1600 a. C. y 1200 a. C. va aumentando su uso en Oriente Medio, pero no sustituye al predominante uso del bronce.

Entre los siglos XII a. C. y X a. C. se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro. Esta rápida transición tal vez fuera debida a la falta de estaño, antes que a una mejora en la tecnología en el trabajo del hierro. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas según el lugar, se denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de Bronce. En Grecia comenzó a emplearse en torno al año 1000 a. C. y no llegó a Europa occidental hasta el siglo VII a. C. La sustitución del bronce por el hierro fue paulatina, pues era difícil fabricar piezas de hierro: localizar el mineral, luego fundirlo a temperaturas altas para finalmente forjarlo.

En Europa Central, surgió en el siglo IX a. C. la cultura de Hallstatt (sustituyendo a la cultura de los campos de urnas, que se denomina primera Edad de Hierro, pues coincide con la introducción de este metal.

Hacia el 450 a. C. se desarrolló la cultura de La Tène, también denominada segunda Edad de Hierro. El hierro se usa en herramientas, armas y joyería, aunque siguen encontrándose objetos de bronce.

Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de carburización, consistente en añadir carbono al hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y escoria, con algo de carbono o carburos, y era forjado, quitando la escoria y oxidando el carbono, creando así el producto ya con una forma. Este hierro forjado tenía un contenido en carbono muy bajo y no se podía endurecer fácilmente al enfriarlo en agua. Se observó que se podía obtener un producto mucho más duro calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbón vegetal, para entonces sumergirlo en agua o aceite. El producto resultante, que tenía una superficie de acero, era más duro y menos frágil que el bronce, al que comenzó a reemplazar.

En China el primer hierro que se utilizó también procedía de meteoritos, habiéndose encontrado objetos de hierro forjado en el noroeste, cerca de Xinjiang, del siglo VIII a. C. El procedimiento era el mismo que el utilizado en Oriente Medio y Europa. En los últimos años de la Dinastía Zhou (550 a. C.) se consigue obtener hierro colado (producto de la fusión del arrabio). El mineral encontrado allí presenta un alto contenido en fósforo, con lo que funde a temperaturas menores que en Europa y otros sitios. Sin embargo durante bastante tiempo, hasta la Dinastía Qing (hacia 221 a. C.), no tuvo una gran repercusión.

El hierro colado tardó más en Europa, pues no se conseguía la temperatura suficiente. Algunas de las primeras muestras de hierro colado se han encontrado en Suecia, en Lapphyttan y Vinarhyttan, del 1150 a 1350.

En la Edad Media, y hasta finales del siglo XIX, muchos países europeos empleaban como método siderúrgico la farga catalana. Se obtenía hierro y acero bajo en carbono empleando carbón vegetal y el mineral de hierro. Este sistema estaba ya implantado en el siglo XV, y se conseguían alcanzar hasta unos 1200 °C. Este procedimiento fue sustituido por el empleado en los altos hornos.

En un principio se usaba carbón vegetal para la obtención de hierro como fuente de calor y como agente reductor. En el siglo XVIII, en Inglaterra, comenzó a escasear y hacerse más caro el carbón vegetal, y esto hizo que comenzara a utilizarse coque, un combustible fósil, como alternativa. Fue utilizado por primera vez por Abraham Darby, a principios del siglo XVIII, que construyó en Coalbrookdale un alto horno. Asimismo, el coque se empleó como fuente de energía en la Revolución industrial. En este periodo la demanda de hierro fue cada vez mayor, por ejemplo para su aplicación en ferrocarriles.

El alto horno fue evolucionando a lo largo de los años. Henry Cort, en 1784, aplicó nuevas técnicas que mejoraron la producción. En 1826 el alemán Friedrich Harkot construye un alto horno sin mampostería para humos.

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.

PROPIEDADES DEL ELEMENTO

Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético

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