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Clasificación del metal.Clasificación del metal.Situación en la tabla periódicaSituación en la tabla periódicaFicha identificativa.Ficha identificativa.Características.Características.AplicacionesAplicacionesAleacionesAleacionesObtenciónObtenciónCuriosidadesCuriosidades

Tabla periódicaTabla periódica

Ficha identificativaFicha identificativaSímbolo: FeSímbolo: Fe

Nº atómico: 26Nº atómico: 26

Masa atómica: Masa atómica: 55,845 55,845 uu

Valencias: +2, +3Valencias: +2, +3

Punto de fusión: Punto de fusión: 3 3 KK

Punto de ebullición: Punto de ebullición: 12 K 12 K

Densidad: Densidad: 7874 7874 kg/m3kg/m3, ,

CaracterísticasCaracterísticasEs un metal maleable, de color gris plateado y presenta Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades propiedades magnéticasmagnéticas; es ; es ferromagnéticoferromagnético a temperatura a temperatura ambiente y presión atmosférica.ambiente y presión atmosférica.

Este Este metal de transiciónmetal de transición es el cuarto elemento más abundante en la es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestrecorteza terrestre, representando un 5% y, entre los , representando un 5% y, entre los metalesmetales. . Igualmente es uno de los elementos más importantes del Igualmente es uno de los elementos más importantes del UniversoUniverso, , y el núcleo de la y el núcleo de la TierraTierra está formado principalmente por hierro y está formado principalmente por hierro y níquelníquel, generando al moverse un , generando al moverse un campo magnéticocampo magnético..

Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero.fusión, y el más ligero.

Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión.temperatura y presión.

El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dúctil. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria maleable y dúctil. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria

Aplicaciones.Aplicaciones.El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones de metal. El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos formar los productos siderúrgicossiderúrgicos..

El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.en automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.

Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas Las aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo

AleacionesAleaciones

Las Aleaciones férreas son aquéllas en las que el principal componente es el Las Aleaciones férreas son aquéllas en las que el principal componente es el hierro. Gran interés como material para la construcción de diversos equipos y hierro. Gran interés como material para la construcción de diversos equipos y su producción es muy elevada, debido a: su producción es muy elevada, debido a:

Abundancia de hierro en la corteza terrestre. Técnicas de fabricación de los Abundancia de hierro en la corteza terrestre. Técnicas de fabricación de los aceros es económica. Alta versatilidad.aceros es económica. Alta versatilidad.

AceroAcero

El El aceroacero es una es una aleaciónaleación de de hierrohierro y y carbonocarbono, donde el carbono no supera , donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundicionesfundiciones, aleaciones que al ser , aleaciones que al ser quebradizas y no poderse quebradizas y no poderse forjarforjar a diferencia de los aceros, se moldean. a diferencia de los aceros, se moldean.

Los Los aceros al carbonoaceros al carbono en los que este último es el único aleante o los en los que este último es el único aleante o los demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas pues de hecho demás presentes lo están en cantidades muy pequeñas pues de hecho existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que existen multitud de tipos de acero con composiciones muy diversas que reciben denominaciones específicas en virtud ya sea de los reciben denominaciones específicas en virtud ya sea de los elementoselementos que que predominan en su composición (aceros al predominan en su composición (aceros al siliciosilicio), de su susceptibilidad a ), de su susceptibilidad a ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica ciertos tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (potenciada (aceros inoxidablesaceros inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros ) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). estructurales).

Por la variedad ya apuntada y por su disponibilidad sus dos Por la variedad ya apuntada y por su disponibilidad sus dos elementos primordiales abundan en la naturaleza facilitando su elementos primordiales abundan en la naturaleza facilitando su producción en cantidades industriales. Los aceros son las producción en cantidades industriales. Los aceros son las aleaciones más utilizadas en la aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinariaconstrucción de maquinaria, , herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas. Sin embargo, en ciertos sectores, como la industrializadas. Sin embargo, en ciertos sectores, como la construcción aeronáutica, el acero apenas se utiliza debido a que construcción aeronáutica, el acero apenas se utiliza debido a que es un material muy denso, casi tres veces más denso que el es un material muy denso, casi tres veces más denso que el aluminio.aluminio.

Fabricación del acero:Fabricación del acero:

http://www.youtube.com/watch?v=9M3T_jnRd6Y&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=9M3T_jnRd6Y&feature=related

Hierro dulceHierro dulceHierroHierro libre de impurezas, es el más puro que se encuentra en la libre de impurezas, es el más puro que se encuentra en la naturaleza. Es bastante blando por lo que se trabaja con facilidad, naturaleza. Es bastante blando por lo que se trabaja con facilidad, se utiliza preferentemente en la fabricación de electroimanes, sin se utiliza preferentemente en la fabricación de electroimanes, sin embargo la mayor parte del uso del hierro se realiza en formas que embargo la mayor parte del uso del hierro se realiza en formas que han pasado por un tratamiento previo, como en el caso del han pasado por un tratamiento previo, como en el caso del hierro coladohierro colado o la o la fundiciónfundición. .

FundicionesFundiciones

Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de Las fundiciones de hierro son aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%, cantidades de silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan silicio del 2 al 4%, del manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo fósforo. Se caracterizan por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamaño por que se pueden vaciar del horno cubilote para obtener piezas de muy diferente tamaño y complejidad pero no pueden ser sometidas a deformación plástica, no son dúctiles ni y complejidad pero no pueden ser sometidas a deformación plástica, no son dúctiles ni maleables y poco soldables pero sí maquinables, relativamente duras y resistentes a la maleables y poco soldables pero sí maquinables, relativamente duras y resistentes a la corrosión y al desgaste.corrosión y al desgaste.

Las fundiciones tienen innumerables usos y sus ventajas más importantes son:Las fundiciones tienen innumerables usos y sus ventajas más importantes son:- Son más fáciles de maquinar que los aceros.- Son más fáciles de maquinar que los aceros.- Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad.- Se pueden fabricar piezas de diferente tamaño y complejidad.- En su fabricación no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.- En su fabricación no se necesitan equipos ni hornos muy costosos.- Absorben las vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes.- Absorben las vibraciones mecánicas y actúan como autolubricantes.- Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.- Son resistentes al choque térmico, a la corrosión y de buena resistencia al desgaste.

ObtenciónObtención

Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no se pueden oxidar para obtener los óxidos, y los que no se pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.correspondientes óxidos.

La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente en un horno denominado comúnmente alto hornoalto horno (también, (también, horno altohorno alto). En él se añaden los minerales de hierro en ). En él se añaden los minerales de hierro en presencia de presencia de coquecoque y y carbonato de calciocarbonato de calcio, CaCO3, que actúa , CaCO3, que actúa como escorificante.como escorificante.

Los gases sufren una serie de reacciones; el coque puede Los gases sufren una serie de reacciones; el coque puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:– C + O2 → CO2 C + O2 → CO2

A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:de carbono:– CO2 + C → 2CO CO2 + C → 2CO

Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:– 2CO + O2 → 2CO2 2CO + O2 → 2CO2

El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se El proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte utiliza para calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).inferior del horno).

En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:– Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 – FeO + CO → Fe + CO2 FeO + CO → Fe + CO2

Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan con el coque (con el coque (carbonocarbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo: en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:– Fe3O4 + C → 3FeO + CO Fe3O4 + C → 3FeO + CO

El carbonato de calcio (El carbonato de calcio (calizacaliza) se descompone:) se descompone:– CaCO3 → CaO + CO2 CaCO3 → CaO + CO2

Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como Y el dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha visto antes.se ha visto antes.

Más abajo se producen procesos de carburación:Más abajo se producen procesos de carburación:– 3Fe + 2CO → Fe3C + CO2 3Fe + 2CO → Fe3C + CO2

Finalmente se produce la combustión y desulfuración (eliminación de Finalmente se produce la combustión y desulfuración (eliminación de azufreazufre) ) mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoriaescoria y y el el arrabioarrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la : hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria.industria.

El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidoresconvertidores..

En En 20002000 los cinco mayores productores de hierro eran los cinco mayores productores de hierro eran ChinaChina, , BrasilBrasil, , AustraliaAustralia, , RusiaRusia e e IndiaIndia, con el 70% de la producción mundial, con el 70% de la producción mundial

CuriosidadesCuriosidades

El hierro en exceso es tóxico. El hierro reacciona con peróxido y El hierro en exceso es tóxico. El hierro reacciona con peróxido y produce produce radicales libresradicales libres; la reacción más importante es:; la reacción más importante es:– Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH• Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH•

Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales, los Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales, los mecanismos antioxidantes del organismo pueden controlar este mecanismos antioxidantes del organismo pueden controlar este proceso.proceso.

La dosis letal de hierro en un niño de 2 años es de unos 3 g. 1 g La dosis letal de hierro en un niño de 2 años es de unos 3 g. 1 g puede provocar un envenenamiento importante. El hierro en exceso puede provocar un envenenamiento importante. El hierro en exceso se acumula en el hígado y provoca daños en este órgano.se acumula en el hígado y provoca daños en este órgano.

Preguntas a los compañerosPreguntas a los compañeros

Cita 5 características del hierroCita 5 características del hierro

Cita alguna aplicación.Cita alguna aplicación.

Cita alguna aleación.Cita alguna aleación.

Símbolo del hierro.Símbolo del hierro.

Cita alguna curiosidad.Cita alguna curiosidad.

Obtención. Explícala extensamente.Obtención. Explícala extensamente.

Explica lo que has podido observar en el video.Explica lo que has podido observar en el video.

BibliografíaBibliografía

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