el

l para otras aplicaciones, considera el planchar (desambiguación) . El FE vuelve a dirigir aquí; para otras aplicaciones, ver FE . Hierro ( ˈaɪɚn ) es un elemento químico con el FE del símbolo ( ferrum ) y número atómico 26. El hierro es un grupo 8 y el elemento del período 4 . El hierro es un metal suave brillante, plateado. El hierro y el níquel son notables para ser los elementos finales producidos por el nucleosynthesis estelar, y son así los elementos más pesados que no requieren un gigante rojo o la supernova para la formación. El hierro y el níquel son por lo tanto los metales más abundantes de meteoritos metálicos y de los corazones del denso-metal de planetas tales como tierra. Es uno de los pocos elementos ferromagnéticos .

Ocurrencia

El hierro se cree para ser el sexto la mayoría del elemento abundante en el universo, formado como el acta final Nucleosynthesis por el carbón que quema en estrellas masivas. El hierro es el elemento más abundante en la tierra. Mientras que compone el solamente cerca de 5% de la corteza de tierra, la base de tierra se cree para consistir en gran parte en una aleación metálica del níquel del hierro que abarca el 35% de la masa de la tierra en conjunto. El hierro es el cuarto la mayoría del elemento abundante en el segundo metal abundante de tierra la corteza y después del aluminio . La mayor parte de el hierro en la corteza se encuentra combinado con el oxígeno como minerales del óxido de hierro tales como hematites, magnetita, y taconita . Los cerca de 5% de los meteoritos consisten en semejantemente la aleación del hierro-níquel. Aunque sean raros, éstas sean la forma principal de hierro metálico natural en la superficie de tierra. La razón del color rojo de Marte es probablemente un suelo hierro-óxido-rico.

El considera también los minerales del hierro.

Características

El hierro es un metal extraído principalmente del hematites del mineral de hierro . Oxida fácilmente en aire y agua y se encuentra raramente como elemento libre. Para obtener el hierro elemental, el oxígeno y otras impurezas se deben quitar por la reducción química . El hierro es el componente principal del acero, y se utiliza en la producción de las aleaciones o de las soluciones sólidas de varios metales, así como algunos no metales, particularmente el carbón . El muchos planchan las aleaciones, que tienen características muy diversas, se discuten en el artículo sobre el acero.

Los núcleos del hierro tienen algunas de las energías de enlace más altas por el nucleón, sobrepasado solamente por el isótopo ⁶²Ni del níquel. El universal más abundante de los núclidos alto estables es, sin embargo, ⁵⁶Fe. Esto es formada por la fusión nuclear en estrellas. Aunque otro aumento minúsculo de la energía podría ser extraído sintetizando ⁶²Ni, las condiciones en estrellas son inadecuadas para que este proceso sea favorecido, y la abundancia del hierro en la tierra favorece grandemente el hierro sobre el níquel, y también probablemente en la producción del elemento de la supernova. Cuando una estrella muy grande contrata en el final de su vida, presión interna y subida de temperatura, permitiendo que la estrella produzca elementos progresivamente más pesados, a pesar de éstos que son menos estables que los elementos alrededor del número total 60, conocido como el " group" del hierro;. Esto lleva a una supernova .

El hierro (como Fe²⁺, ion ferroso) es un elemento de rastro necesario usado por casi todos los organismos vivos, las únicas excepciones es algunos organismos procarióticos que vivo en las condiciones hierro-pobres (tales como los lactobacilos en leche hierro-pobre) que utilizan el manganeso para la catálisis en lugar de otro así como los organismos que utilizan el Hemocyanin en vez de la hemoglobina. Hierro-conteniendo las enzimas, conteniendo generalmente grupos prostéticos del Heme, participar en la catálisis de las reacciones de la oxidación en biología, y en el transporte de un número de gases solubles. Ver la hemoglobina, el citocromo, y la catalasa .

Usos

El hierro es usado más de todos los metales, abarcando el 95% de todo el tonelaje del metal producido por todo el mundo. Su combinación de bajo costo y de alta resistencia le hacen la indispensable, especialmente en usos como los automóviles los cascos de las naves grandes y de los componentes estructurales para el acero de los edificios son la aleación más conocida del hierro, y algunas de las formas que el hierro puede tomar incluyen:
el hierro de cerdo tiene carbón 3.5% y contiene cantidades de variación de contaminantes tales como sulfuro, silicio y fósforo . Su solamente significación es la de un paso intermedio en la manera del mineral de hierro al arrabio y al acero .
El arrabio contiene el &ndash del 2%; carbón, &ndash de 4.0% del 1%; silicio del 6%, y pequeñas cantidades del manganeso . Los contaminantes presentan en hierro de cerdo que afectan negativamente a características materiales, tales como sulfuro y fósforo, se han reducido a un nivel aceptable. Tiene un punto de fusión en la gama de 1420– K 1470, que es más baja que cualquiera de sus dos componentes principales, y le hace el primer producto que se derretirá cuando el carbón y el hierro se calientan junto. Sus características mecánicas varían grandemente, dependiente sobre el carbón de la forma admiten la aleación. Los arrabios “blancos” contienen su carbón bajo la forma de Cementite, o el carburo de hierro. Este compuesto duro, frágil domina las características mecánicas de los arrabios blancos, haciéndolos duros, pero unresistant para dar una sacudida eléctrica. La superficie quebrada de un arrabio blanco es llena de facetas finas del carburo quebrado, un material muy pálido, plateado, brillante, por lo tanto la denominación. En el hierro gris que el carbón existe como muy bien forma escamas libremente del grafito, y también rinde el frágil material debido a la naturaleza el tensionar-aumento de las escamas afiladas agudas del grafito. Una más nueva variante del hierro gris, referida como el hierro dúctil se trata especialmente con cantidades de rastro del magnesio para alterar la forma del grafito a los esferoides, o de los nódulos, sumamente aumentando la dureza y la fuerza del material.
El acero de carbón contiene el carbón o menos de 2.0%, con pequeñas cantidades del manganeso, del sulfuro, del fósforo, y del silicio .
El hierro labrado contiene menos de 0. Esfuerzos escalados más grandes se están intentando con la esperanza que el seeding del hierro y el crecimiento del plancton del océano pueden quitar el dióxido de carbono de la atmósfera, de tal modo contrariando el efecto de invernadero que es comúnmente aceptado por los climatologists causar el calentamiento del planeta .

Compuestos del hierro

considera también: El hierro compone el

Hierro (III) acetato (el FE (C₂H₃O₂) ₃ se utiliza en el que teñe del paño .
El hierro del

(III) oxalato del amonio (FE (NH₄) ₃ (C₂O₄) ₄) se utiliza en los modelos
Hierro del

(III) el arseniato (FeAsO₄) se utiliza en el insecticida .
hierro (III) se utiliza el cloruro (FeCl₃): en la purificación del agua y el tratamiento de aguas residuales, en el teñido del paño, como agente de colorante en las pinturas como añadido en el pienso, y como material de la aguafuerte para el engravement, la fotografía y los circuitos impresos.
El hierro del

(III) el cromato (Fe₂ (CrO₄) ₃) se utiliza como pigmento amarillo para las pinturas y el de cerámica.
el hierro (III) el hidróxido (FE (OH) ₃) se utiliza como pigmento marrón para el caucho y en sistemas de la purificación del agua.
hierro (III) el fosfato (FePO₄) se utiliza en el fertilizante y como añadido en pienso humano y.
hierro (II) acetato (el FE (C₂H₃O₂) ₂ se utiliza en el teñido de las telas y de cuero, y como preservativo de madera .
el hierro (II) el gluconato (FE (C₆H₁₁O₇) ₂) se utiliza como suplemento dietético en las píldoras del hierro
Hierro del

(II) el oxalato (FeC₂O₄) se utiliza como pigmento amarillo para las pinturas, vidrio de los plásticos y de cerámica, y en la fotografía .
hierro (II) el sulfato (FeSO₄) se utiliza en sistemas de la purificación del agua y de tratamiento de aguas residuales, como catalizador en la producción del amoníaco, como ingrediente en el fertilizante y el herbicida, como añadido en el pienso, en el preservativo de madera y como un añadido a la harina para aumentar niveles del hierro.
El Hierro-Flúor (FeF₆) ^3- complejo del

se encuentra en contener de las soluciones ambo FE (III) iones e iones del fluoruro .

Aspectos históricos

considera también: Historia ferroso de la metalurgia El primer hierro usado por la humanidad, mueve hacia atrás lejos en la prehistoria, vino de meteoritos. La fundición del hierro en los bloomeries comenzó probablemente en el Anatolia o el el Cáucaso en el segundo milenio A. o la 3ultima parte de el preceder. El arrabio primero fue producido en el China cerca de 550 A., pero no en Europa hasta el período medieval. Durante el período medieval, los medios fueron encontrados en Europa de producir el hierro labrado del arrabio (en este contexto conocido como hierro de cerdo ) usar las fraguas para todos estos procesos, carbón de leña de las galas fueron requeridos como combustible.

El acero (con un contenido de carbón más pequeño que el hierro de cerdo pero más que el hierro labrado ) era primer producido en la antigüedad . Los nuevos métodos de producirlo por el que carburaba barras de del hierro en el proceso de la cementación fueron ideados en el ANUNCIO del siglo XVII. En la Revolución industrial, los nuevos métodos de producir el hierro en barra sin carbón de leña fueron ideados y éstos fueron aplicados más adelante al acero del producto. En los últimos 1850s, el Henry Bessemer inventó un nuevo proceso de fabricación de acero, implicando soplando el aire a través del hierro de cerdo fundido, para producir el acero suave. Esto y otro siglo XIX y procesos posteriores han llevado al hierro labrado que era producido no más.

Producción de hierro del mineral de hierro

considera también:

l horno El noventa por ciento de toda la explotación minera de los minerales metálicos está para la extracción del hierro. Industrial, el hierro es producido a partir de el hematites (nominal Fe₂O₃) de los minerales de hierro principalmente y la magnetita (Fe₃O₄) por una reacción carbotérmica (reducción con el carbón ) en un horno en las temperaturas de cerca de 2000 °C. En un horno, el mineral de hierro, el carbón bajo la forma de coque, y un flujo del tal como piedra caliza (que se utilice para quitar impurezas en el mineral que estorbaría de otra manera el horno con el material sólido) se alimentan en la tapa del horno, mientras que una ráfaga del aire heated es forzada en el horno en la parte inferior.

En el horno, (caliente/horno) el coque reacciona con el oxígeno en el soplo de aire al monóxido de carbono del producto : C del

2 del + CO del → 2 O₂

El monóxido de carbono reduce el mineral de hierro (en la ecuación química abajo, el hematites) al hierro fundido, dióxido de carbono que se convierte en el proceso: CO del

3 del + → 2 Fe₂O₃ FE + 3 CO₂

El flujo está presente derretir impurezas en el mineral, principalmente la arena del dióxido de silicio y otros flujos comunes de los silicatos incluyen la piedra caliza (principalmente carbonato de calcio ) y la dolomía (carbonato del calcio-magnesio). Otros flujos se pueden utilizar dependiendo de las impurezas que necesitan ser quitadas del Oregón. En el calor del horno el flujo de piedra caliza se descompone al óxido de calcio (cal viva): CaO del → CaCO₃ del

l + CO₂

Entonces cosechadoras del óxido de calcio con el dióxido de silicio para formar una escoria del . CaO del

l + CaSiO₃ del → SiO₂

La escoria derrite en el calor del horno, que el dióxido de silicio no tendría. En la parte inferior del horno, la escoria fundida flota encima del hierro fundido más denso, y las aberturas en el lado del horno se abren para escurr el hierro y la escoria por separado. El hierro se refrescó una vez, se llama el hierro de cerdo, mientras que la escoria puede ser utilizada como material en la construcción del camino o mejorar los suelos mineral-pobres para la agricultura .

El hierro de cerdo no es hierro puro, sino tiene carbón 4-5% disuelto en él. Esto se reduce posteriormente al acero o al hierro comercialmente puro, conocido como hierro labrado, usar otros hornos o convertidores.

En 2005, aproximadamente 1.544 Mt (millón de toneladas métricas de mineral de hierro fueron producidas por todo el mundo. China era el productor superior del mineral de hierro con por lo menos un cuarto parte del mundo seguida por el Brasil, Australia y la India, informes el estudio geológico británico .

Isótopos

considera también: Isótopos l hierro El hierro natural consiste en cuatro isótopos 5.845% de ⁵⁴Fe radiactivo (período: años de >3.1×10²²), 91.754% de ⁵⁶Fe estable, 2.119% de ⁵⁷Fe estable y 0.282% de ⁵⁸Fe estable. ⁶⁰Fe es un radionúclido extinto del período largo (1.

Mucho del trabajo del pasado sobre la medición de la composición isotópica del FE se ha centrado en la determinación de las variaciones de ⁶⁰Fe debido a los procesos que acompañaban el Nucleosynthesis (es decir, el meteorito estudia) y la formación del mineral. En la década pasada sin embargo, los avances en tecnología de la espectrometría total han permitido la detección y la cuantificación del minuto, variaciones naturales en los cocientes de los isótopos estables del hierro. Mucho de este trabajo ha sido conducido por la tierra y las comunidades planetarias de la ciencia, aunque los usos a los sistemas biológicos e industriales estén comenzando a emerger.

El isótopo ⁵⁶Fe está de interés particular a los científicos nucleares. Una idea falsa común es que este isótopo representa el núcleo más estable posible, y que sería así imposible realizar la fisión o la fusión en ⁵⁶Fe y todavía liberar energía. Éste no es, pues ⁶²Ni y ⁵⁸Fe son más estables, el ser verdadero los núcleos más estables. Sin embargo, puesto que ⁵⁶Fe se produce mucho más fácilmente de núcleos más ligeros en reacciones nucleares, es la punto final de las cadenas de la fusión dentro de las estrellas extremadamente masivas y es por lo tanto campo común en el universo, concerniente a otros metales .

En las fases del Semarkona de los meteoritos y de Chervony Kut una correlación entre la concentración de Ni, el producto derivado de ⁶⁰Fe, y la abundancia de ⁶⁰ de los isótopos estables del hierro podría ser encontrada que es evidencia de la existencia de ⁶⁰Fe a la hora de la formación de la Sistema Solar. La energía lanzó posiblemente por el decaimiento de ⁶⁰Fe contribuido, junto con la energía lanzada por el decaimiento del Al del radionúclido ²⁶, a la diferenciación de la refundición y de los asteroides después de su formación hace 4. La abundancia de Ni de ⁶⁰ presente en material extraterrestre puede también proporcionar la penetración adicional en el origen de la Sistema Solar y de su historia temprana. De los isótopos estables, solamente ⁵⁷Fe tiene una vuelta nuclear (− el 1/2).

Hierro en síntesis orgánica

El uso de las limaduras del metal del hierro en síntesis orgánica está principalmente para la reducción de los compuestos nitro además, el hierro se ha utilizado para la reducción de las desulfurizaciones de los aldehinos y la desoxidación de los óxidos de la amina.

Hierro en biología

considera también:

humano del metabolismo de hierro

El hierro es esencial para casi todos los organismos sabidos en células que el hierro de se almacena generalmente en el centro Metalloproteins porque " free" hierro -- cuál ata non-specifically a muchos componentes celulares -- puede catalizar la producción de los radicales libres tóxico

En animales, las plantas, y los hongos, hierro se incorporan a menudo en el complejo del Heme . El Heme es un componente esencial de las proteínas del citocromo, que median reacciones redox, y de las proteínas de portador del oxígeno tales como hemoglobina, mioglobina, y Leghemoglobin . El hierro inorgánico también contribuye a las reacciones redox en los racimos del Hierro-sulfuro de muchas enzimas tal como Nitrogenase (implicado en la síntesis del amoníaco del nitrógeno y del hidrógeno ) e hidrogenasa . las proteínas del hierro del No-heme incluyen el monooxygenase (oxida el metano al metanol ), reductasa del metano de las enzimas del ribonucleótido (reduce la ribosa al Deoxyribose ; Biosíntesis de la DNA), Hemerythrins (transporte y fijación del oxígeno en los invertebrados marinas y la fosfatasa ácida púrpura (hidrólisis de los ésteres del fosfato .

La distribución del hierro se regula pesadamente en los mamíferos en parte porque el hierro tiene un alto potencial para la toxicidad biológica. La distribución del hierro también se regula porque muchas bacterias requieren el hierro, así que la restricción de su disponibilidad a las bacterias (generalmente por el que secuestra él las células del interior) puede ayudar a prevenir o a limitar infecciones. Ésta es probablemente la razón de las cantidades relativamente bajas de hierro en leche mamífera. Un componente importante de esta regulación es la transferrina de la proteína, que ata el hierro absorbente del duodeno y lo lleva en la sangre a las células.

Nutrición y fuentes dietéticas

Las buenas fuentes de hierro dietético incluyen la carne roja, los pescados, las aves de corral, el queso de soja de los vehículos de hoja de las habas de las lentejas, los guisantes Black-eyed de los garbanzos, las patatas con la piel, el pan hecho de la harina totalmente integral, la melaza, el Teff y la harina de cereales . El hierro en carne se absorbe más fácilmente que el hierro en vehículos.

El hierro proporcionado por los suplementos dietéticos se encuentra a menudo como fumarato del hierro (ii), aunque el sulfato del hierro sea más barato y se absorba igualmente bien. El hierro elemental, a pesar de la absorción a un grado mucho más pequeño (el ácido de estómago es suficiente convertir algo de él al hierro ferroso), se agrega a menudo a los alimentos tales como cereales de desayuno o " enriched" harina de trigo (donde se enumera como " iron" reducido; en la lista de ingredientes). El hierro está el más disponible para el cuerpo cuando está quelatado a los aminoácidos - el hierro en esta forma es diez a quince veces más bioavailable que cualquier otro, y está también disponible para el uso como suplemento común del hierro. El aminoácido elegido con este fin es a menudo el aminoácido más barato y más común, glicocola, llevando al " glycinate" del hierro; suplementos. El RDA para el hierro varía basado considerablemente en edad, género, y fuente de hierro dietético (Heme - el hierro basado tiene biodisponibilidad más alta ). Los niños requerirán suplementos del hierro si no son criados al pecho. Los donantes de sangre están en el riesgo especial de niveles bajos del hierro y se aconsejan a menudo para complementar su producto del hierro.

Regulación de la absorción del hierro

El hierro excesivo puede ser tóxico, porque el hierro ferroso libre reacciona con los peróxidos a los radicales libres del producto que son alto reactivos y pueden dañar la DNA, las proteínas, los lípidos, y otros componentes celulares. Así, la toxicidad del hierro ocurre cuando hay hierro libre en la célula, que ocurre generalmente cuando los niveles del hierro exceden la capacidad de la transferrina de atar el hierro.

La absorción del hierro es regulada firmemente por el cuerpo humano, que no tiene ningún medio fisiológico de excretar el hierro, controla tan niveles del hierro solamente regulando la absorción. Aunque se regule la absorción, las granes cantidades de hierro injerido pueden causar niveles excesivos de hierro en la sangre, porque los altos niveles del hierro pueden causar daño a las células del aparato gastrointestinal que las previene de la absorción de regulación del hierro. Las altas concentraciones de la sangre de hierro dañan las células en el corazón, el hígado y a otra parte, que puede causar problemas graves, incluyendo daño e incluso muerte de largo plazo del órgano.

La toxicidad del hierro de la experiencia de los seres humanos sobre 20 miligramos de hierro para cada kilogramo de masa, y 60 miligramos por kilogramo es una dosis mortal . El consumo excesivo del hierro, el resultado de los niños que comían granes cantidades de tabletas del sulfato ferroso pensó a menudo para la consumición adulta, es una de las causas de la muerte toxicológicas mas comunes en niños debajo de seises.

La gerencia médica de la toxicidad del hierro es compleja, y puede incluir uso de un específico quelatando el llamado agente Deferoxamine de para atar y para expeler exceso de hierro del cuerpo.

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