CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL HIERRO

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL HIERRO

1. ¿QUÉ ES EL HIERRO?

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; y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta en su núcleo, se concentra la mayor masa de hierro nativo equivalente a un 70%.

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. En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede producir la fusión en el núcleo de estrellas masivas; los elementos más pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas.

2. ANTECEDENTES

La edad del hierro fue la última etapa de la edad de los metales. El uso del hierro se inició hacia el 1900 a.C, en plena edad del bronce y su implantación fue gradual; hacia el 1000 aC se consolidó como material de uso mayoritario.

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. Aunque su manipulación resultaba más complicada, éste metal ofrecía un abanico más amplio de posibilidades prácticas y creativas. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas según el lugar, se denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de Bronce.

Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de carburación, consistente en añadir carbono al hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y residuo, con algo de carbono o carburos, y era forjado, quitando el residuo 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.

El inicio de la metalurgia del hierro se podría situar en la zona de la actual Turquía, una tierra rica en este mineral. Asia Menor también fue uno de los primeros territorios en utilizar este metal. El pueblo hitita, que habitó el territorio de Anatolia durante este periodo, lo utilizó en ceremonias y rituales. Su uso se extendió por todo el territorio de un modo progresivo; traspasó fronteras y se comercializó en el exterior. La metalurgia del hierro se difundió gradualmente desde sus zonas de origen. Los lugares más próximos a la región de Asia Menor - Egipto, Chipre y Grecia - fueron los primeros en beneficiarse de su uso. La cultura griega sirvió de puente en la difusión de la metalurgia del hierro en Europa. El uso del metal con finalidades militares facilitó la colonización helénica del Mediterráneo, que fue decisiva en la adopción del hierro en la isla de Sicilia, la península Ibérica y el sur de África. Egipto fue el centro difusor de la metalurgia en África Occidental. La influencia egipcia llegó hacia la zona del lago Victoria, en las actuales Kenia, Tanzania y Uganda, donde se utilizaron hornos basados en las técnicas egipcias. En África Ecuatorial también se usó el hierro. La cultura bantú desarrolló una metalurgia del hierro, del cobre y del oro con la finalidad de comerciar con los árabes. China fue el centro metalúrgico más importante del Extremo Oriente. Conocían la fabricación del hierro desde el 1100 aC, y no se sabe con seguridad si fue una importación del Asia Menor o si apareció de manera autónoma. A pesar de la incertidumbre de su origen, las técnicas chinas fueron muchas y muy variadas.

La metalurgia del hierro se produjo por diversas razones, en dependencia directa del contexto concreto donde se daban: una crisis tecnológica, producida por la escasez de yacimientos de cobre y estaño, podía derivar en la búsqueda de nuevos materiales; un conflicto político, como una invasión, podía provocar la adquisición o abandono de determinadas técnicas.

3. COMPOSICIÓN QUÍMICA

• Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más conocidos son el óxido de hierro (II) (FeO), el óxido de hierro (III), Fe2O3, y el óxido mixtoFe3O4. Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación. El hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes.

• Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio (K2FeO4), en el que el hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como oxidante. El estado de oxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y también en algunos procesos enzimáticos.

• Varios compuestos de hierro exhiben estados de oxidación extraños, como el tetracarbonilferrato disódico.2 , Na2 [Fe (CO)4], que atendiendo a su fórmula empírica el hierro posee estado de oxidación -2 (el monóxido de carbono que aparece como ligando no posee carga), que surge de la reacción del pentacarbonilhierro con sodio.

• El Fe3C se conoce como cementita, que contiene un 6,67 % en carbono, al hierro α se le conoce como ferrita, y a la mezcla de ferrita y cementita, perlita o ledeburitadependiendo del contenido en carbono. La austenita es una solución sólida intersticial de carbono en hierro γ (Gamma).

4. PROPIEDADES GENERALES:

• Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el hierro. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el hierro, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene el hierro, así como las del resto de metales de transición se encuentra la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el hierro son

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