El hierro representa es el elemento más abundante de la Tierra y el segundo metal más abundante de la corteza terrestre. Se representa con el símbolo N y pertenece al grupo de los metales en la tabla periódica. Tiene múltiples usos, de hecho es el metal más usado durante los siglos XX y XXI.
| Nombre | Valor |
|---|---|
| Valencia | 2, 3 |
| Número atómico | 26 |
| Estado de oxidación | +2, +3 |
| Masa atómica | 55,847 g/mol |
| Densidad | 7,76 g/ml |
| Punto de ebullición | 3.000 ºC |
| Punto de fusión | 1.536 ºC |
¿Qué es el hierro?
El hierro es un elemento químico de número atómico 26, lo que significa que cada átomo de hierro cuenta con 26 protones en su núcleo atómico. Se representa con el símbolo Fe y se encuentra en el grupo 8 y el periodo 4 de la tabla periódica, por lo que pertenece al grupo de los metales de transición. En la Tierra, a temperatura y presión estándar se encuentra en estado sólido formando parte de numerosos minerales, pero muy raramente en estado puro.
El hierro es el segundo metal más abundante de la corteza terrestre, solo por detrás del aluminio, y el cuarto elemento más abundante de la misma, tras el oxígeno y el silicio y aluminio. A nivel planetario se trata del elemento más abundante de la Tierra, ya que el hasta el 70% del núcleo de nuestro planeta está compuesto de hierro en estado fundido. Además, el hierro es el elemento más pesado que puede generarse por fusión en el núcleo de las estrellas más masivas. Todos los elementos de la tabla periódica más pesados que el hierro solo pueden formarse en las explosiones de supernova.
No se sabe a cierta quien fue el descubridor del hierro, pues los primeros indicios de su uso datan de hace unos 3.500 años a.C. por parte de los sumerios y los egipcios. De hecho se cree que el primer hierro empleado por los seres humanos, no fue extraído de nuestro planeta, si no que procedía de los meteoritos. Cuando empezó a emplearse por los seres humanos, el hierro fue considerado un elemento relativamente extraño, casi tanto como el oro. Así, el hierro no empezó a tomar relevancia en la historia de la Humanidad hasta aproximadamente el año 1.000 a.C., época conocida como la Edad del Hierro, en la cual se sustituyó paulatinamente al bronce en la fabricación de armas y otros utensilios.
Propiedades químicas del hierro
- El átomo de hierro tiene una configuración electrónica 1s2, 2s2, 2p6, 3s2,3p6,3d6.
- El hierro no se encuentra en la naturaleza en su forma pura, sino formando parte de numerosos minerales, generalmente en forma de oxido.
- El punto de ebullición del hierro se encuentra a los 3.000 ºC y el punto de fusión a los 1.536 ºC.
- Es hierro es un metal extremadamente duro y denso, maleable, de color gris plateado, y presenta propiedades magnéticas.
- Los estados de oxidación más comunes del hierro son el +2 y +3.
- El hierro en la naturaleza esta compuesto por una mezcla de cuatro isótopos estables: 56Fe, 54Fe, 57Fe y 58Fe, cuyas abundancias relativas son del 91,66 %, 5,82%, 2,19% y 0,33% respectivamente.
- Para obtener el hierro en estado puro se han de reducirse primero los óxidos de los minerales y someter el producto a un proceso de refinado para eliminar las impurezas.
- Los minerales de hierro de mayor importancia son: la hematita (Fe2O3), la limonita, (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4) y la siderita (FeCO3).
Efectos del hierro en la salud
El hierro es un elemento esencial para el funcionamiento del organismo de los seres vivos. Alrededor del el 0,004% del peso de una persona corresponde al hierro, es decir, de media los seres humanos poseen 4,5 gramos de hierro en su organismo. La mayor parte de este hierro, el 65% aproximadamente, se encuentra formando parte de la hemoglobina: la proteína de los glóbulos rojos de la sangre encargada de transportar el oxígeno desde los pulmones por todo el cuerpo a través del sistema circulatorio. También es indispensable en la mioglobina, la proteína que suministra energía a los músculos. Un pequeño porcentaje del hierro en el cuerpo humano, el 1%, se encuentra formando parte de diversas enzimas, y el resto se acumula en diversos órganos como el bazo, el hígado o la médula ósea como potencial reserva para la producción de hemoglobina.
El hierro, por tanto, es un elemento esencial para un buen funcionamiento del organismo y su deficiencia puede provocar problemas de salud. Entre los problemas más importantes debidos a la falta de hierro se encuentra la llamada anemia ferropénica, entre cuyos síntomas se encuentra el cansancio y la falta de energía, problemas de memoria y concentración o afecciones al sistema inmunológico. La falta de hierro durante el embarazo también puede perjudicar el desarrollo del cerebro del bebé y en niños puede causar retrasos en el desarrollo psicológico o problemas de atención.
Pero al igual que su defecto, el exceso de hierro también puede resultar perjudicial. Así, niveles anormalmente altos de hierro pueden provocar desde malestar, desde dolores estomacales y abdominales, estreñimiento, náuseas, diarrea y vómitos, hasta inflamación de las paredes del estómago y úlceras. También existe una enfermedad hereditaria llamada hematomacrosis por la cual algunas personas tienen a acumular niveles excesivos de hierro que pueden resultar tóxicos y que si no es tratada adecuadamente puede desembocar en problemas graves como enfermedades cardíacas, cirrosis hepática o cáncer del hígado.
Efectos del hierro en el medio ambiente
En la naturaleza el hierro también juega un papel muy importante. Por ejemplo, resulta fundamental en la fotosíntesis de las plantas y para el crecimiento de fitoplancton en el mar. De hecho, el hierro actúa como un factor limitante para el crecimiento del fitoplancton, por lo que tras años de investigación los científicos descubrieron que se podía incrementar la producción primaria en los océanos fertilizando con compuestos de hierro.
Por otro lado, estudios científicos han informado de que el hierro puede ser un aliado importante en la lucha contra la contaminación y el cambio climático. Así, por ejemplo, en climas calorosos y con una elevada incidencia de radiación ultravioleta, la hematita u oxido de hierro podría ayudar a neutralizar los óxidos de nitrógeno que contaminan la atmósfera. También que las partículas de hierro generadas por las ciudades y la industria pueden interaccionar disolviéndose con los contaminantes de la atmósfera y acabar fertilizando los océanos en un proceso similar al explicado con anterioridad, en que aumenta la producción primaria y se fija carbono en los océanos.
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