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Hierro ( Fe )

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Descripción General:  

El hierro era conocido y utilizado por civilizaciones antiguas.

Es uno de los metales más abundantes (41000ppm en la corteza terrestre) y probablemente más importantes ya que se utiliza ampliamente con respecto a cualquier otro metal. Su fabricación en altos hornos no carece de documentos. El hierro puro es un metal blanco lustroso muy maleable. Sin embargo es reactivo y forma fácilmente una capa de óxido hidratado en su superficie en presencia de aire húmedo. Este capa es no coherente y se separa en escamas revelando superficies nuevas que pueden ser atacadas posteriormente. El hierro es soluble en ácidos diluidos, donde Fe (II) se produce en solución. Acidos más oxidantes producen soluciones Fe(III) y agentes altamante oxidantes (p.ej. dicromato o ácido nítrico concentrado) producen una forma pasiva del metal, probablemente resultante de la formación de una película superficial de óxide coherente.

Según la temperatura, el hierro puro existe en tres formas distintas denominadas hierro alfa, hierro gamma y hierro delta. El hierro alfa es una forma polimorfa del hierro estable por debajo de 906C y es magnético hasta 768C. El hierro gamma es una forma polimorfa estable entre 906C y 1403C y es no magnético (su campo de estabilidad está reducido por la presencia de carbono, manganeso y níquel y es la base soluciones de sólidas austeníticas). El hierro delta es una forma polimorfa del hierro estable entre 1403C y el punto de fusión.

El hierro es la base de muchas aleaciones de acero. Las propiedades se obtienen por la aleación de hierro con carbono, níquel, cromo y otros elementos en proporciones variadas que resultan en materiales con propiedades mecánicas y físicas muy diferentes.

El hierro también es un elemento esencial de todo ser humano, el cuerpo humano contiene un promedio de 4 g de este elemento. La mayoría del hierro del cuerpo humano está presente en la hemoglobina, pigmento respiratorio a la base del mecanismo de transporte del oxígeno por los glóbulos rojos.

   

Propiedades Atómicas

Distribución de los Isótopos Naturales N de masa. %
54 5.8
56 91.8
57 2.1
58 0.3
Estructura Cristalina Cúbico centrado
Estructura Electrónica Ar 3d6 4s2
Función de Trabajo Foto-eléctrico ( eV ) 4,4
Número Atómico 26
Peso Atómico ( amu ) 55,847
Potencial de Ionización N. eV
1 7.87
2 16.18
3 30.65
4 54.8
5 75.0
6 99
Radio Atómico - Goldschmidt ( nm ) 0,128
Sección trans. de Absorción de Neutrones Térm ( Barns ) 2,56
Valencias indicadas 2, 3, 4, 6

Propiedades Eléctricas

Fuerza Electromotríz Térmica contra el Platino ( mV ) +1,98
Resistividad Eléctrica @20C ( µOhmcm ) 10,1
Coeficiente de Temperatura a 0-100C ( K-1 ) 0,0065

Propiedades Físicas

Densidad @20C ( g cm-3 ) 7,87
Punto de Ebullición ( C ) 2750
Punto de Fusión ( C ) 1535

Propiedades Mecánicas

Estado del Material Policristalino
Dureza - Mohs 4,0-5,0
Dureza Izod ( J m-1 ) 8-16
Límite Elástico ( MPa ) 120-150
Módulo de Tracción ( GPa ) 211,4
Módulo Volumétrico ( GPa ) 169,8
Relación de Poisson 0,293
Resistencia a la Tracción ( MPa ) 180-210

Propiedades Térmicas

Calor Específico a 25C ( J K-1 kg-1 ) 444
Calor Latente de Evaporación ( J g-1 ) 6095
Calor Latente de Fusión ( J g-1 ) 272
Coeficiente de Expansión Térmica @0-100C ( x10-6 K-1 ) 12,1
Conductividad Térmica a 0-100C ( W m-1 K-1 ) 80,4

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