Te explicamos qué es el hierro y cuáles son las propiedades que presenta este metal. Además, sus características y efectos en el cuerpo.
¿Qué es el hierro?
El hierro es un elemento químico de número atómico 26 y peso atómico igual a 55.847 u.m.a. Se representa con el símbolo Fe en la Tabla Periódica. Es un metal de color gris plateado, muy maleable y magnético.
Es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre y representa un 5 % de sus componentes. Sin embargo, en la naturaleza no se encuentra en estado puro y tampoco es utilizado en estado puro, sino que se combina con otros metales o con otros elementos químicos, formando aleaciones.
Su uso se remonta a 4.000 años a. C., en las culturas sumeria y egipcia. Era usado con fines ceremoniales y cerca del siglo X a. C se convirtió en la materia prima de las espadas gracias a su dureza. Desde entonces el ser humano lo utiliza con diversos fines.
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Características del hierro
- Es un metal duro, pero a la vez maleable.
- Es muy denso.
- Existe en la naturaleza casi siempre como parte de ciertos óxidos.
- Tiene brillo metálico de color plateado.
- Por lo general, se utiliza combinado con otros elementos químicos con los que forma aleaciones.
Propiedades físicas del hierro
- Maleabilidad. El hierro es maleable, es decir, puede deformarse sin romperse y por eso pueden fabricarse delgadas capas de hierro.
- Dureza. Su alta dureza lo hace muy resistente a ser rayado por otro.
- Alta densidad. Un pequeño volumen de hierro tiene mucho peso.
- Alta conductividad térmica. El hierro se utiliza como componente principal de utensilios de cocina que deben ser capaces de alcanzar altas temperaturas.
- Baja conductividad eléctrica. Respecto a otros metales, el hierro no conduce muy bien la corriente eléctrica, por lo que no es usado para fabricar cables o dispositivos eléctricos.
- Tiene propiedades magnéticas. El magnetismo es un fenómeno físico por el que ocurre la atracción o repulsión que determinados materiales ejercen sobre otros, y el hierro es el metal magnético por excelencia. El hierro, en general, no se utiliza en estado puro, con excepción de los casos en los que se quiere aprovechar sus propiedades magnéticas. Los otros metales altamente magnéticos como el hierro son el cobalto, el níquel y el acero suave, que es una aleación del hierro.
Oxidación del hierro
El hierro se oxida al estar expuesto a:
Al oxidarse un material que contiene hierro, sus capas superficiales se convierten en óxido de hierro. Se conocen 16 tipos distintos de óxido de hierro, algunos de los cuales toman una coloración específica.
Por eso, los diversos óxidos de hierro fueron utilizados como pigmento desde las primeras formas de pintura y se los encuentra en pinturas rupestres de miles de años de antigüedad.
Los principales óxidos de hierro son:
- Óxido de hierro (II), FeO. Es un polvo de color negro que explota fácilmente.
- Óxido de hierro (III), Fe2O3. Es de color rojizo. Este óxido es la herrumbre que se ve en los objetos metálicos que contienen hierro cuando están expuestos mucho tiempo a la humedad y al aire.
Los aceros
Los aceros son una aleación del hierro, es decir, una combinación entre hierro y carbono. El máximo contenido de carbono que puede tener el acero es del 2 %. Se clasifican según su contenido de carbono:
- Acero bajo en carbono. Contiene menos del 0,25 %. Es dúctil y ofrece alta resistencia mecánica.
- Acero medio carbono. Contiene entre 0,25 % y 0,6 %. Es menos dúctil pero más resistente, por lo que se utiliza en piezas mecánicas que deben resistir el desgaste.
- Acero alto carbono. Contiene entre 0,6 % y 1,4 %. Es un material muy duro que se utiliza en herramientas.
- Aceros aleados. Además del carbono, se agrega otro elemento que le aporta otra característica física. Un ejemplo es el acero inoxidable, que además de hierro y carbono, puede contener cromo y níquel.
Sigue en: Acero
Hierro en el cuerpo humano
El hierro es un metal indispensable para el funcionamiento del organismo. La hemoglobina y la mioglobina son proteínas que transportan oxígeno y ambas contienen hierro en su molécula.
La hemoglobina (presente en los glóbulos rojos) transporta el oxígeno en la sangre, mientras que la mioglobina (presente en los músculos) lo almacena.
Por eso cuando una persona no tiene suficiente hierro en su organismo puede sentirse cansada. La deficiencia de hierro se denomina anemia.
A pesar de ser necesario en pequeñas cantidades, un exceso de hierro puede ser muy nocivo para la salud. Si se inhalan en forma crónica vapores o polvos de óxido de hierro puede desarrollarse una enfermedad denominada siderosis y aumentar el riesgo de desarrollar cáncer de pulmón.
Por otro lado, el contacto directo del hierro con los ojos puede provocar conjuntivitis, coriorretinitis y retinitis.
Alimentos que contienen hierro
El alimento que contiene más proporción de hierro es la carne roja y, en menor medida en el pescado, algunos moluscos y el pollo.
Sin embargo, el hierro también puede obtenerse de fuentes no animales, como los frutos secos, las semillas y las legumbres. Las verduras de color verde oscuro (como la espinaca o el brócoli) también contienen altos porcentajes de hierro.
Efectos ambientales
La aleación de hierro denominada hierro (III) – O – arsenito es peligrosa para el ambiente, afecta a las plantas y contamina el aire y el agua. Esta sustancia no puede ser degradada por microorganismos, por lo que permanece en el ambiente.
Por otro lado, el hierro es el material más reciclado en el mundo, lo cual reduce su acumulación en el medio ambiente.
Formas alotrópicas del hierro
El hierro es un metal alotrópico, es decir, que cambia de estructura dependiendo de la temperatura y la presión en que se encuentre.
A presión atmosférica (1 atm) y a una temperatura no mayor de 900 °C presenta una estructura cristalina del tipo red cúbica centrada en el cuerpo, es decir, con los átomos de hierro dispuestos en una geometría con esta forma. Si la temperatura es mayor, hasta 1400 °C aproximadamente, entonces tiene estructura cristalina del tipo red cúbica centrada en las caras. Pero si la temperatura es aún mayor, hasta los 1540 °C, vuelve a presentar estructura del tipo red cúbica centrada en el cuerpo.
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