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26
Fe
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

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Apariencia
Apariencia del elemento
Metal plateado
Generalidad
Nombre, símbolo, número atómico hierro, Fe, 26
Serie metales de transición
Grupo , período , bloque 8 (VIIB) , 4 , d
Densidad 7860 kg / m³ [1]
Dureza 4.0
Configuración electrónica
Configuración electrónica
Término espectroscópico 5 D 4
Propiedades atómicas
Peso atomico 55,84 u
Radio atómico (calc.) 140 (156) pm
Radio covalente 126 pm
Configuración electrónica [ Ar ] 3d 6 4s 2
y - por nivel de energía 2, 8, 14, 2
Estados de oxidación 2,3,4,6 ( anfótero )
Estructura cristalina cúbico centrado en el cuerpo


cúbico centrado en las caras entre 907 ° C y 1400 ° C

Propiedades físicas
Estado de la materia sólido ( ferromagnético )
Punto de fusión 1 808 K (1 535 ° C )
Punto de ebullición 3 134 K (2861 ° C)
Volumen molar 7,09 × 10 −6 m³ / mol
Entalpía de vaporización 349,6 kJ / mol
Calor de fusión 13,8 kJ / mol
Presión de vapor 7.05 Pa a 1808 K.
Velocidad del sonido 4910 m / sa 293,15 K
Otras propiedades
número CAS 7439-89-6
Electronegatividad 1,83 ( escala de Pauling )
Calor especifico 440 J / (kg K)
Conducibilidad eléctrica 9,96 × 10 6 / (m Ω )
Conductividad térmica 80,2 W / (m K)
Energía de primera ionización 762,5 kJ / mol
Segunda energía de ionización 1 561,9 kJ / mol
Tercera energía de ionización 2 957 kJ / mol
Energía de cuarta ionización 5290 kJ / mol
Isótopos más estables
Yo asi N / A TD DM Delaware DP
54 Fe 5,8% Fe es estable con 28 neutrones
55 Fe sintético 2,73 años ε 0,231 55 Mn
56 Fe 91,72% Fe es estable con 30 neutrones
57 Fe 2,2% Fe es estable con 31 neutrones
58 Fe 0,28% Fe es estable con 32 neutrones
59 Fe sintético 44.503 días β - 1.565 59 Co
60 Fe sintético 2,6 × 10 6 años β - 3.978 60 Co
iso: isótopo
NA: abundancia en la naturaleza
TD: vida media
DM: modo de decaimiento
DE: energía de desintegración en MeV
DP: producto de descomposición

El hierro es el elemento químico con número atómico 26. Su símbolo es Fe , que se origina en ferrum , el nombre latino de este elemento metálico .

Este elemento casi siempre se encuentra ligado a otros como: carbono , silicio , manganeso , cromo , níquel , etc. Con el carbono, el hierro forma sus dos aleaciones más conocidas: acero y hierro fundido . La palabra "hierro" se usa incorrectamente en el lenguaje común para indicar también "aleaciones de hierro" de baja resistencia, aceros suaves.

A nivel industrial es posible obtener hierro con una pureza cercana al 100%. Este producto luego se utiliza para ser unido a otros elementos químicos para obtener aleaciones con las más diversas características.

Extremadamente importante en tecnología por sus características mecánicas y su viabilidad, en el pasado fue tan importante que dio su nombre a todo un período histórico: la Edad del Hierro .

Formación

El hierro está formado por nucleosíntesis estelar dentro de estrellas de gran masa.

Fondo

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: Edad del Hierro e Historia del Acero .
Símbolo alquímico del hierro

Las primeras evidencias del uso del hierro provienen de los sumerios y los hititas , quienes ya 4000 años antes de Cristo lo usaban para pequeños artículos como trozos de lanchas y joyas extraídas del hierro recuperado de los meteoritos .

Durante la Edad Media , el hierro se asoció con Marte en la alquimia .

La historia del uso y producción del hierro es común a la de sus aleaciones de carbono: hierro fundido y acero .

Características

Los estudiosos han estimado que el hierro es el metal más abundante dentro de la Tierra , ya que está presente en grandes cantidades en el núcleo y el manto de la Tierra, junto con el níquel y el azufre. [2] Limitado a la corteza terrestre, el hierro, en cambio, es el cuarto elemento más abundante con un porcentaje en peso de aproximadamente 6,3%, precedido por oxígeno (46%), silicio (27%) y aluminio (8, 1 %), [3] mientras que se estima que es el sexto elemento por abundancia en todo el universo (con un porcentaje en peso de aproximadamente 0,11%), precedido por hidrógeno (75%), helio (23%), oxígeno (1 %), carbono (0,5%) y neón (0,13%). [4]

Sin embargo, la gran cantidad de hierro presente en el centro de la Tierra no puede ser la causa del campo geomagnético , ya que este elemento con toda probabilidad se encuentra a una temperatura superior a la temperatura de Curie más allá de la cual no existe un ordenamiento magnético en la red cristalina.

El hierro es un metal que se extrae de sus minerales, formado por compuestos químicos del propio hierro, principalmente óxidos. De hecho, en la corteza terrestre, el hierro nunca se encuentra en estado elemental metálico (hierro nativo ), sino siempre en forma de compuestos en los que está presente en estado oxidado. Para obtener hierro metálico es necesario realizar una reducción química de sus minerales. El hierro se usa generalmente para fabricar acero, que es una aleación a base de hierro, carbono y otros elementos.

El nucleido de hierro más abundante, el 56 Fe, tiene la masa más pequeña (930,412 MeV / c 2 ) por nucleón , pero no es el nucleido más fuertemente unido, una primacía que pertenece al 62 Ni.

Formas alotrópicas de hierro

Hay tres formas alotrópicas de hierro denominadas:

  • hierro alfa
  • hierro gamma
  • hierro delta.

Estas denominaciones siguen el orden alfabético de las letras griegas: de hecho en el pasado también existía la denominación "beta hierro", que posteriormente fue abandonada ya que en realidad no es una forma alotrópica de hierro, como se pensaba, sino una forma paramagnética. forma de hierro alfa, del cual conserva la estructura. [5]

En el siguiente diagrama de fases del hierro puro, cada una de estas formas alotrópicas tiene un campo de existencia en un cierto rango de temperatura: [6]

  • el rango de existencia del hierro alfa se extiende hasta temperaturas de hasta 910 ° C;
  • el rango de existencia del hierro gamma se extiende a temperaturas entre 910 ° C y 1 392 ° C;
  • el rango de existencia del hierro delta se extiende a temperaturas entre 1392 ° C y 1538 ° C.

Generalmente, las diversas formas alotrópicas se indican con letras consecutivas del alfabeto griego a partir de la temperatura ambiente; en el caso del hierro, se omite la letra beta porque se atribuyó erróneamente a hierro no magnético presente a temperaturas entre 768 ° C ( punto de Curie ) y 910 ° C. Las diversas formas alotrópicas de hierro son diferentes desde un punto de vista estructural: el hierro alfa, beta y delta tienen una red cúbica centrada en el cuerpo con 2 átomos (1 "átomo completo" en el centro de la celda más 8 "octavos de átomo "en correspondencia con los vértices de la celda) con una constante de red más alta en el caso del hierro delta, mientras que el hierro gamma tiene una red cúbica centrada en la cara con 4 átomos (6" medios átomos "en el centro de las caras de la celda más 8" átomo octavas "en los vértices de la celda). [6]

Las soluciones sólidas intersticiales de carbono en hierro toman diferentes nombres dependiendo de la forma alotrópica del hierro en la que se solubiliza el carbono: [7]

  • ferrita alfa: carbono en hierro alfa;
  • austenita : carbono en hierro gamma;
  • ferrita delta: hierro delta carbono.

Disponibilidad

Aguas de color rojizo, impartidas por el hierro contenido en las rocas.
Fragmentos de meteoritos que contienen hierro metálico.

El hierro es uno de los elementos más comunes en la Tierra y constituye aproximadamente el 5% de la corteza . La mayoría se encuentra en minerales compuestos por sus diversos óxidos , como hematita , magnetita , limonita y taconita .

Se cree que el núcleo de la Tierra está formado principalmente por una aleación de hierro y níquel , la misma de la que están formados alrededor del 5% de los meteoros . Aunque raros, los meteoritos son la principal fuente de hierro metálico que se encuentra en la naturaleza, por ejemplo los de Canyon Diablo , Arizona .

Producción

Hierro fundido durante el procesamiento del acero.

El hierro se extrae industrialmente de sus minerales , principalmente hematita (Fe 2 O 3 ) y magnetita (Fe 3 O 4 ), por reducción con carbono en un horno de reducción a temperaturas de unos 2.000 ° C. En el horno de reducción se coloca la carga , una mezcla de mineral de hierro, carbón en forma de coque y piedra caliza , en la parte superior del horno mientras se fuerza una corriente de aire caliente en la parte inferior.

En el horno, el coque de carbono reacciona con el oxígeno del aire para producir monóxido de carbono :

El monóxido de carbono reduce el mineral de hierro (en la siguiente ecuación, hematita) para fundir el hierro, convirtiéndose en dióxido de carbono en la reacción:

La piedra caliza sirve para fundir las impurezas presentes en el material, principalmente dióxido de silicio , arena y otros silicatos . En lugar de piedra caliza ( carbonato de calcio ), es posible utilizar dolomita ( carbonato de magnesio ). Dependiendo de las impurezas que se eliminen del mineral, se pueden utilizar otras sustancias. La alta temperatura del horno descompone la piedra caliza en óxido de calcio ( cal viva ):

Luego, el óxido de calcio se combina con el dióxido de silicio para formar la escoria.

La escoria se derrite en el calor del alto horno (el dióxido de silicio solo permanecería sólido) y flota sobre el hierro líquido más denso. En el lateral, el alto horno tiene conductos desde los que es posible extraer la escoria líquida o el hierro fundido de su elección. El hierro así obtenido se denomina fundición de primera fundición, mientras que la escoria químicamente inerte se puede utilizar como material para la construcción de carreteras o en la agricultura como fertilizante para enriquecer suelos pobres en minerales.

En 2000, se produjeron en el mundo alrededor de 1.100 millones de toneladas de mineral de hierro por un valor comercial estimado de unos 250.000 millones de dólares , de los cuales se obtuvieron 572 millones de toneladas de arrabio de primera fundición. Aunque la extracción de mineral de hierro se lleva a cabo en 48 países, el 70% de la producción total está cubierta por los cinco principales: China , Brasil , Australia , Rusia e India .

Producción mundial

Principales productores de minerales ferrosos en 2019 [8]
Posición país Producción (millones de toneladas)
1 Australia Australia 919
2 Brasil Brasil 405
3 porcelana porcelana 351
4 India India 238
5 Rusia Rusia 97
6 Sudáfrica Sudáfrica 72
7 Ucrania Ucrania 63
8 Canadá Canadá 58
9 Estados Unidos Estados Unidos 46
10 Suecia Suecia 35

Analiza

Análisis colorimétrico

Los iones de hierro (II) (Fe 2+ ) e hierro (III) (Fe 3+ ) forman complejos de color rojo con numerosos compuestos orgánicos. Dos de estos complejos se utilizan con fines analíticos y la concentración del ión hierro (II) o hierro (III) se deduce de la medición de la intensidad del color del complejo formado.

Método del tiocianato

La muestra en solución ácida para ácido clorhídrico o ácido nítrico 0,05 M -0,5 M se trata con un exceso de solución de tiocianato de potasio (KSCN); los iones de tiocianato forman complejos de color rojo óxido con los iones de hierro (III), en exceso del tiocianato, el ion complejo principal es Fe [(SCN) 6 ] 3- . Los iones de hierro (II) no reaccionan, pero pueden oxidarse previamente a iones de hierro (III).

La absorbancia de la solución se lee a una longitud de onda de aprox. 480 nm .

Entre los cationes que pueden interferir en la medición se encuentran plata , cobre , níquel , cobalto , zinc , cadmio , mercurio y bismuto ; entre los aniones se encuentran fosfatos , fluoruros , oxalatos y tartratos que pueden formar complejos bastante estables con iones hierro (III), compitiendo con el tiocianato. Las sales de mercurio (I) y estaño (II) deben oxidarse a las correspondientes sales de mercurio (II) y estaño (IV), porque destruyen el complejo coloreado.

Si la presencia de interferentes es excesiva, es posible precipitar los iones hierro (III) en forma de hidróxido mediante tratamiento con una solución acuosa de amoniaco concentrado, separar el hidróxido de hierro (III) obtenido y disolverlo nuevamente en el diluido. ácido clorhídrico ; o extraer el complejo de tiocianato de hierro (III) con una mezcla 5: 2 de 1-pentanol y éter etílico .

Método de la o- fenantrolina

Los iones de hierro (II) forman un complejo rojo anaranjado con o -fenantrolina [(C 12 H 18 N 2 ) 3 Fe] 2+ o [Fe (phen) 3 ] 2+ , cuya intensidad depende del pH en el rango entre 2 y 9. La absorbancia de la solución se lee a la longitud de onda de 510 nm.

Los iones de hierro (III) se reducen previamente a iones de hierro (II) mediante tratamiento con cloruro de hidroxilamonio o hidroquinona .

Los interferentes incluyen iones de bismuto , plata, cobre, níquel, cobalto y perclorato .

Aplicaciones

Icono de lupa mgx2.svg Mismo tema en detalle: Acero , Aceros aleados y Fundición .

El hierro es, con mucho, el metal más utilizado por la humanidad, solo representa el 95% de la producción mundial de metales. Su bajo costo y su resistencia en la forma llamada acero lo convierten en un material de construcción indispensable, especialmente en la construcción de automóviles , cascos de barcos y elementos portantes de edificios . Los compuestos de hierro más utilizados incluyen:

  • primera fundición de hierro fundido , que contiene entre un 4% y un 5% de carbono y cantidades variables de diferentes impurezas como azufre , silicio y fósforo . Su uso principal es como intermedio en la producción de acero y fundición de segunda colada;
  • la fundición de la segunda fusión, la fundición propiamente dicha, que contiene entre 2,06% y 3,5% de carbono y niveles más bajos de las impurezas mencionadas anteriormente, de manera que no afecte negativamente a las propiedades reológicas del material. Tiene un punto de fusión entre 1 150 ° C y 1 200 ° C, menor que el del hierro y el carbono tomados individualmente y, por lo tanto, es el primer producto que se funde cuando el hierro y el carbono se calientan juntos. Es un material extremadamente duro y quebradizo, se rompe fácilmente, incluso cuando se calienta a fuego blanco;
  • acero , que contiene una cantidad de carbono que varía entre 0,10% y 2,06%. Según el contenido de carbono o porcentaje se dividen en:
    • extradulce (menos del 0,15%);
    • dulces (del 0,15% al ​​0,25%);
    • semiduro (de 0,25% a 0,50%);
    • duro (más del 0,50% y hasta el 2,06%).

El hierro común, técnicamente llamado hierro forjado o blando, contiene menos del 0,5% de carbono, por lo que sigue siendo acero. Es un material duro y maleable. Sin embargo, el término hierro a menudo se conoce como acero extra suave y dulce. Un hierro particularmente puro, conocido como "hierro Armco", se produce desde 1927 con procesos particulares y se utiliza cuando se requiere una permeabilidad magnética muy alta y una histéresis magnética insignificante.

Los aceros especiales o aleados, además de contener carbono, se añaden con otros metales como cromo , vanadio , molibdeno , níquel y manganeso para dar a la aleación características particulares de resistencia física o química.

Óxido de hierro (III) (Fe 2 O 3 ), en las variedades magnetita y maghemita , utilizado por sus propiedades magnéticas como material para la producción de medios de almacenamiento, por ejemplo soportado sobre polímeros en cintas magnéticas.

Papel biológico

El hierro es esencial para la vida de todos los seres vivos, a excepción de algunas bacterias .

Los animales incorporan hierro al complejo hemo , un componente esencial de las proteínas involucradas en reacciones redox como la respiración . Por tanto, el exceso de hierro aumenta las reacciones redox provocando un aumento de los radicales libres. Para evitarlo, el hierro de nuestro organismo se une a proteínas que regulan su estado de oxidación. El hierro inorgánico también se encuentra en los agregados de hierro-azufre de muchas enzimas, como azotasas e hidrogenasas .

También existe una clase de enzimas basadas en el hierro, una clase que es responsable de una amplia gama de funciones de varias formas de vida como: metano-monooxigenasa (conversión de metano en metanol ), ribonucleótido reductasa (conversión de ribosa en desoxirribosa ). , eritritinas (fijación y transporte de oxígeno en invertebrados marinos) y ácido fosfatasa púrpura ( hidrolización de ésteres de ácido fosfórico ).

La distribución de iones de hierro en los mamíferos está muy estrictamente regulada. [9] Por ejemplo, cuando el cuerpo está sujeto a una infección , el organismo "quita" el hierro y lo hace menos disponible para las bacterias ( transferrina ). Este es el caso de la hepcidina , una proteína producida por el hígado que, al unirse y degradar la ferroportina , inhibe la liberación de hierro de los enterocitos y macrófagos.

Las mejores fuentes alimenticias de hierro son la carne , el pescado , los frijoles , el tofu y los garbanzos . Contrariamente a lo que se cree generalmente, aunque las espinacas son ricas en ella, el hierro que contienen no está biodisponible para su absorción; las espinacas disminuyen la biodisponibilidad del hierro porque con ellas se forman compuestos de coordinación , lo que genera desechos.

El hierro extraído de los complementos alimenticios se encuentra a menudo en forma de fumarato o gluconato de hierro (II): no se recomienda su uso. debido a la dosificación correcta y la consiguiente reducción del elemento [ poco claro ] . Las dosis recomendadas de hierro que se deben tomar diariamente varían con la edad y el sexo. y el tipo de comida [ poco claro ] . El hierro tomado como hemo tiene una mayor biodisponibilidad que el presente en otros compuestos. Los niveles de ingesta recomendados (LARN) son:

  • 10 mg / día para hombres de 18 a 60 años
  • 10 mg / día para mujeres mayores de 50 años
  • 12 mg / día para adolescentes varones y mujeres que no menstrúan
  • 18 mg / día para mujeres de 14 a 50 años y enfermeras
  • 30 mg / día para mujeres embarazadas.

Metabolismo

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: absorción de hierro en la dieta y metabolismo del hierro .

El hierro se absorbe en el duodeno . El hierro unido al grupo hemo es más fácil de absorber que el hierro no hemo. La carne contiene aproximadamente un 40% de hierro hemo y un 60% de hierro no hemo. Del hierro contenido en la carne, hemo y no hemo, se absorbe alrededor del 10-30%, [10] porcentaje que se eleva hasta el 40% si consideramos el hierro hemo solo [11] . Los alimentos vegetales contienen solo hierro no hemo que es más difícil de absorber, de hecho se absorbe menos del 5% del hierro de origen vegetal [10] . En total, una persona sin deficiencias absorbe en promedio alrededor del 10% del hierro introducido en la dieta [11] .

Aproximadamente el 80% del hierro introducido en la dieta se incorpora al grupo hemo (el estado de oxidación no influye); el 20% restante se almacena como hierro no micro, que necesariamente debe estar en forma reducida [12] .

La reducción se produce fácilmente a pH ácido, por lo tanto en el estómago o en presencia de sustancias reductoras como la vitamina C.

En las células y los fluidos corporales ( sangre y linfa ), el hierro nunca está libre, sino que está unido a proteínas de transporte específicas. Dentro de las células de la mucosa intestinal, el hierro se une a la apoferritina ; el complejo recién formado se llama ferritina . Luego, el hierro se libera y se oxida para llegar al torrente sanguíneo. En la sangre, el hierro se reduce nuevamente y se une a la transferrina. Como tal, se transporta al hígado donde se deposita como ferritina y hemosiderina . Desde el hígado, según las necesidades del organismo, el hierro se transporta a los distintos órganos, por ejemplo al tejido muscular, donde es fundamental para la síntesis de mioglobina oa nivel de la médula ósea roja donde se utiliza para la síntesis de hemoglobina .

El hierro hemo es una sustancia prooxidante que favorece la formación de compuestos N-nitrosos en la luz intestinal y en general la producción de radicales libres.

Isótopos

Hay cuatro isótopos estables de hierro existentes en la naturaleza, sus abundancias relativas entre paréntesis: 54 Fe (5,85%), 56 Fe (91,75%), 57 Fe (2,12%) y 58 Fe (0, 28%).

Isótopos estables

El primero de ellos, el 54 Fe, es un isótopo estable desde el punto de vista de la observación, aunque teóricamente podría desintegrarse exotérmicamente a 54 Cr a través de una doble captura de electrones con emisión de dos neutrinos , liberando una energía de ~ 0,68 MeV. Sin embargo, la vida media estimada para este proceso es de más de 4,4 10 20 años [13] o 3,1 10 22 años [14] (período un billón de veces más largo que la edad del Universo) y, hasta la fecha, no hay evidencia experimental concluyente. por esta decadencia que, en cualquier caso, sería completamente imperceptible y carecería de cualquier consecuencia desde el punto de vista práctico. Una situación potencialmente similar ocurre para el primer isótopo estable de níquel, 58 Ni, que también está sujeto a la captura de electrones dobles para dar otro isótopo estable de hierro, 58 Fe. [15]

El Fe 56 (o Fe-56) es el más abundante y muchos lo han considerado erróneamente en el pasado como el nucleido más fuertemente unido, es decir, el que tiene la energía de unión más alta por nucleón. Este registro pertenece a 62 Ni, mientras que 56 Fe ocupa el tercer lugar, después de 58 Fe. [16] [17]

La primacía de 56 Fe es en cambio la de tener la masa mínima por nucleón (930.412 MeV / c 2 ), debido al simple hecho de que tiene una relación Z / N (protones / neutrones) más alta que Ni-62 (930.417 MeV / c 2 ), siendo los protones más ligeros (menos masivos) que los neutrones . [18] Esto significa que, si hubiera secuencias adecuadas de reacciones nucleares y permitiéndoles alcanzar un estado de equilibrio ( e-proceso [19] ), el 56 Fe sería el producto más estable.

A nivel cósmico , la abundancia de metales de transición de la primera serie muestra un pico centrado en el elemento hierro, en particular en Fe-56, que domina los isótopos más abundantes de sus vecinos de la izquierda ( Ti , V , Cr , Mn ) y a la derecha ( Co , Ni , Cu , Zn ) en la tabla periódica ; esto se conoce como el pico de hierro , [20] y aquí el níquel es el segundo después de 58 Ni, que es, sin embargo, más de un orden de magnitud menos abundante.

El Fe-56 constituye el principal punto de llegada de la nucleosíntesis dentro de las estrellas masivas y, como tal, es de particular interés para la física nuclear y la astrofísica . En la fase de evolución estelar conocida como proceso de fusión del silicio , en particular de 28 Si (7 partículas alfa), que ocurre principalmente en el núcleo de las estrellas más masivas, pero especialmente en explosiones de supernovas , [19] se producen nuevos núcleos. para la posterior incorporación exotérmica de partículas alfa hasta 56 Ni (14 partículas alfa). Este nucleido es radiactivo con una vida corta (T 1/2 ≈ 6 días) y decae ε / β + a 56 Co, que luego también decae de la misma forma (T 1/2 ≈ 77 días) a 56 Fe, estable. De esta manera, el Fe-56 puede acumularse y convertirse en el más abundante entre los elementos metálicos del universo, donde es el sexto (1090 ppm) en abundancia absoluta, después de H, He , O , C y Ne . Es concebible que la superposición de la curva de abundancia cósmica de estos elementos (y en particular de sus isótopos más fuertemente ligados) con la curva de la energía de unión por nucleón pudiera haber generado confusión.

El 57 Fe tiene un isómero nuclear (estado excitado metaestable) a solo 14,4 keV por encima del estado fundamental. Esto permite el uso de espectroscopía de resonancia de Mössbauer para este núcleo, aprovechando la transición entre el estado excitado y el fundamental. [21] Nuevamente, 57 Fe es el único isótopo estable de Fe que tiene espín nuclear (1/2, con paridad negativa), lo que permite el uso de espectroscopía de resonancia magnética nuclear . El valor medio entero del espín implica la ausencia de momento cuadrupolo , lo que permite obtener espectros de alta resolución para muestras en solución en solventes adecuados. El pentacarbonilo de hierro se utiliza como estándar; ferroceno y ferrocianuro de potasio como patrones secundarios. [22] Ambas espectroscopias son técnicas de considerable valor diagnóstico estructural y químico y, gracias a este isótopo, el hierro y sus compuestos, en estado sólido para resonancia de Mössbauer y en solución para resonancia magnética, pueden tenerlas disponibles para su investigación.

Isótopos radioactivos

Il Fe-53 decade a Mn-53 (radioattivo) per cattura elettronica e per emissione di positrone ( β + ), rilasciando 3,743 MeV; l'emivita è 2,51 minuti; il Mn-53 decade a sua volta, per sola cattura elettronica, a Cr-53, stabile. [23]

Il Fe-55 decade a Mn-55 (stabile) per cattura elettronica, rilasciando 0,231 MeV; l'emivita è 2,74 anni. [23]

Il Fe-59 decade β - a Co-59 (stabile), rilasciando 1,565 MeV; l'emivita è 44,49 giorni. [23]

Il 60 Fe è un nuclide radioattivo che ha un' emivita di 2,62 milioni di anni (fino al 2009 si credeva fosse di 1,5 milioni di anni) ed è ormai "estinto" [24] . Molti lavori di datazione basati sul ferro si basano proprio sulla misura del tenore di 60 Fe in meteoriti e minerali.

In alcune parti delle meteoriti Semarkona e Chervony Kut si è osservata una correlazione tra la concentrazione di 60 Ni , il prodotto del decadimento di 60 Fe, e le abbondanze degli altri isotopi stabili del ferro; questo prova che 60 Fe esisteva all'epoca della nascita del sistema solare. È inoltre possibile che l'energia prodotta dal suo decadimento abbia contribuito, insieme a quella del decadimento di 26 Al , alla ri-fusione ed alla differenziazione degli asteroidi al tempo della loro formazione, 4,6 miliardi di anni fa.

Composti

Questo mucchio di minerale di ferro verrà usato per produrre acciaio .

Gli stati di ossidazione più comuni del ferro comprendono:

  • il ferro(0) , che dà complessi organometallici come Fe(CO) 5
  • il ferro(II) , che dà composti di Fe 2+ , è molto comune (il suffisso -oso è obsoleto, IUPAC ).
  • il ferro(III) , che dà composti di Fe 3+ , è anche molto comune, per esempio nella ruggine (il suffisso -ico è obsoleto, IUPAC ).
  • il ferro(IV) , Fe 4+ , che dà composti talvolta denominati di ferrile , è stabile in alcuni enzimi (eg perossidasi ).
  • il carburo di ferro Fe 3 C è conosciuto come cementite .

È anche noto il ferro(VI) , uno stato raro presente per esempio nel ferrato di potassio .

Si veda anche ossido di ferro .

Precauzioni

Un apporto eccessivo di ferro tramite l'alimentazione è tossico perché l'eccesso di ioni ferro(II) reagisce con i perossidi nel corpo formando radicali liberi [25] . Finché il ferro rimane a livelli normali, i meccanismi anti-ossidanti del corpo riescono a mantenere il livello di radicali liberi sotto controllo.

Un eccesso di ferro può produrre disturbi ( emocromatosi ); per questo l'assunzione di ferro tramite medicinali e integratori va eseguita sotto stretto controllo medico e solo in caso di problematiche legate alla carenza di ferro.

Citazioni letterarie

Note

  1. ^ a 0 °C, 1 atmosfera, fonte: http://ishtar.df.unibo.it/mflu/tafel/densit.html
  2. ^ ( EN ) Royal Society of Chemistry - Iron
  3. ^ ( EN ) periodictable.com - Abundance in Earth's Crust of the elements
  4. ^ ( EN ) periodictable.com - Abundance in the Universe of the elements
  5. ^ AlmAck - La struttura del Ferro
  6. ^ a b Smith , p. 241 .
  7. ^ Smith , pp. 277-279 .
  8. ^ Statistiche sulla produzione di minerali ferrosi por USGS
  9. ^ PLoS Biology: How Mammals Acquire and Distribute Iron Needed for Oxygen-Based Metabolism Archiviato il 7 maggio 2004 in Internet Archive .
  10. ^ a b Assorbimento del ferro , su my-personaltrainer.it .
  11. ^ a b Assorbimento del ferro , su emocromatosi.it , Associazione per lo Studio dell'Emocromatosi e delle Malattie da Sovraccarico di Ferro.
  12. ^ ( EN ) Iron Absorption, Information Center for Sickle Cell and Thalassemic Disorders , su sickle.bwh.harvard.edu , Harvard University.
  13. ^ ( EN ) I. Bikit, M. Krmar e J. Slivka, New results on the double β decay of iron , in Physical Review C , vol. 58, n. 4, 1º ottobre 1998, pp. 2566-2567, DOI : 10.1103/PhysRevC.58.2566 . URL consultato il 15 febbraio 2021 .
  14. ^ Nucleonica , su nucleonica.net .
  15. ^ ( EN ) VI Tretyak e Yu.G. Zdesenko, Tables of double beta decay data , in Atomic Data and Nuclear Data Tables , vol. 61, n. 1, 1995-09, pp. 43-90, DOI : 10.1016/S0092-640X(95)90011-X . URL consultato il 18 febbraio 2021 .
  16. ^ ( EN ) MP Fewell, The atomic nuclide with the highest mean binding energy , in American Journal of Physics , vol. 63, n. 7, 1995-07, pp. 653-658, DOI : 10.1119/1.17828 . URL consultato il 14 febbraio 2021 .
  17. ^ The Most Tightly Bound Nuclei , su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . URL consultato il 16 febbraio 2021 .
  18. ^ Non necessariamente in un decadimento un nucleo meno fortemente legato si traforma in un nucleo più fortemente legato. Conta invece che la massa dei prodotti sia minore.
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