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Hierro

El hierro[1][2]​ es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín fĕrrum)[1]​ y tiene una masa atómica de 55,847 u.[3][4]

Manganeso ← HierroCobalto
Tabla completaTabla ampliada

Metálico brillante con un tono gris
Información general
Nombre, símbolo, número Hierro, Fe, 26
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 8, 4, d
Masa atómica 55,847 u
Configuración electrónica [Ar]3d64s2
Dureza Mohs 5,0
Electrones por nivel 2, 8, 14, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 140 pm
Electronegatividad 1,83 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc) 155.8 pm (radio de Bohr)
Radio covalente 126 pm
Radio de van der Waals Sin datos pm
Estado(s) de oxidación 2, 3
Óxido Anfótero
1.ª energía de ionización 762,5 kJ/mol
2.ª energía de ionización 1561,9 kJ/mol
3.ª energía de ionización 2957 kJ/mol
4.ª energía de ionización 5290 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido (ferromagnético)
Densidad 7874 kg/m3
Punto de fusión 1808 K (1535 °C)
Punto de ebullición 3023 K (2750 °C)
Entalpía de vaporización 349,6 kJ/mol
Entalpía de fusión 13,8 kJ/mol
Presión de vapor 7,05 Pa a 1808 K
Punto crítico 204 K (−69 °C)
50 Pa
Volumen molar 17 m3/mol
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en el cuerpo
Calor específico 440 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 9,93·106 S/m
Conductividad térmica 80,2 W/(K·m)
Resistencia máxima 540 MPa
Módulo elástico 200 GPa
Módulo de cizalladura 73 GPa
Velocidad del sonido 4910 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del hierro
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
54Fe5,845 %Estable con 28 neutrones
55FeSintético2,73 aε0,23155Mn
56Fe93 ,72 %Estable con 30 neutrones
57Fe2,119 %Estable con 31 neutrones
58Fe0,282 %Estable con 32 neutrones
59FeSintético44,503 dβ1,56559Co
60FeSintético1,5·106 aβ-3,97860Co
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
Estructura de un puente en acero

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,[5]​ representando un 5 % y, entre los metales, solo el aluminio es más abundante,[6]​ y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta, en su núcleo, concentra la mayor masa de hierro nativo, equivalente a un 70 %. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel en forma metálica, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede ser producido por la fusión en el núcleo de estrellas masivas; los elementos más pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas.

Características principales

 
Hierro puro

Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas (es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica). Es extremadamente duro y denso.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.

Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).

Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A presión atmosférica:

  • Hierro-α: estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una red cúbica centrada en el cuerpo (BCC).
  • Hierro-γ: 911-1392 °C; presenta una red cúbica centrada en las caras (FCC).
  • Hierro-δ: 1392-1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el cuerpo.
  • Hierro-ε: Puede estabilizarse a altas presiones, presenta estructura hexagonal compacta (HCP).

Aplicaciones

El hierro es el metal duro más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando este como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.

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

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

Aceros

Los aceros son aleaciones férreas con un contenido máximo de carbono del 2%, el cual puede estar como aleante de inserción en la ferrita y austenita y formando carburo de hierro. Algunas aleaciones no son ferromagnéticas. Este puede tener otros aleantes e impurezas.

Dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en los siguientes tipos:

  • Acero bajo en carbono: menos del 0,25% de C en peso. Son blandos pero dúctiles. Se utilizan en vehículos, tuberías, elementos estructurales, etcétera. También existen los aceros de alta resistencia y baja aleación, que contienen otros elementos aleados hasta un 10% en peso; tienen una mayor resistencia mecánica y pueden ser trabajados con mucha facilidad.
  • Acero medio en carbono: entre 0,25% y 0,6% de C en peso. Para mejorar sus propiedades son tratados térmicamente. Son más resistentes que los aceros bajos en carbono, pero menos dúctiles; se emplean en piezas de ingeniería que requieren una alta resistencia mecánica y al desgaste.
  • Acero alto en carbono: entre 0,60% y 1,4% de C en peso. Son aún más resistentes, pero también menos dúctiles. Se añaden otros elementos para que formen carburos, por ejemplo, con wolframio se forma el carburo de wolframio, WC; estos carburos son muy duros. Estos aceros se emplean principalmente en herramientas.
  • Aceros aleados: Con los aceros no aleados, o al carbono, es imposible satisfacer las demandas de la industria actual. Para conseguir determinadas características de resiliencia, resistencia al desgaste, dureza y resistencia a determinadas temperaturas deberemos recurrir a estos. Mediante la acción de uno o varios elementos de aleación en porcentajes adecuados se introducen modificaciones químicas y estructurales que afectan a la templabilidad, características mecánicas, resistencia a oxidación y otras propiedades.

La clasificación más técnica y correcta para los aceros al carbono (sin alear) según su contenido en carbono:

  • Los aceros hipoeutectoides, cuyo contenido en carbono oscila entre 0.02% y 0,8%.
  • Los aceros eutectoides cuyo contenido en carbono es de 0,8%.
  • Los aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0,8% a 2%.

Aceros inoxidables: uno de los inconvenientes del hierro es que se oxida con facilidad. Añadiendo un 12% de cromo se considera acero inoxidable, debido a que este aleante crea una capa de óxido de cromo superficial que protege al acero de la corrosión o formación de óxidos de hierro. También puede tener otro tipo de aleantes como el níquel para impedir la formación de carburos de cromo, los cuales aportan fragilidad y potencian la oxidación intergranular.

El uso más extenso del hierro es para la obtención de aceros estructurales; también se producen grandes cantidades de hierro fundido y de hierro forjado. Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricación de imanes, tintes (tintas, papel para heliográficas, pigmentos pulidores) y abrasivos (colcótar).

El hierro es obtenido en el alto horno mediante la conversión de los minerales en hierro líquido, a través de su reducción con coque; se separan con piedra caliza, los componentes indeseables como fósforo, azufre, y manganeso.

Los gases de los altos hornos son fuentes importantes de partículas y contienen óxido de carbono. La escoria del alto horno es formada al reaccionar la piedra caliza con los otros componentes y los silicatos que contienen los minerales.

Se enfría la escoria en agua, y esto puede producir monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los desechos líquidos de la producción de hierro se originan en el lavado de gases de escape y enfriamiento de la escoria. A menudo, estas aguas servidas poseen altas concentraciones de sólidos suspendidos y pueden contener una amplia gama de compuestos orgánicos (fenoles y cresoles), amoníaco, compuestos de arsénico y sulfuros.

Fundiciones

Cuando el contenido en carbono es superior a un 1.73% en peso, la aleación se denomina fundición. Este carbono puede encontrarse disuelto, formando cementita o en forma libre. Son muy duras y frágiles. Hay distintos tipos de fundiciones:

Sus características varían de un tipo a otra; según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores, válvulas, engranajes, etc.

Por otra parte, los óxidos de hierro tienen variadas aplicaciones: en pinturas, obtención de hierro, la magnetita (Fe3O4) y el óxido de hierro (III) (Fe2O3) en aplicaciones magnéticas, etc. El hidróxido de hierro (III) (Fe(OH)3) se utiliza en radioquímica para concentrar los actínidos mediante co-precipitación.

Historia

Se tienen indicios de uso del hierro desde el cuarto milenio antes de Cristo, por parte de los sumerios y egipcios.

En el segundo y tercer milenio antes de Cristo, van apareciendo cada vez más objetos de hierro (que se distingue del hierro procedente de meteoritos por la ausencia de níquel) en Mesopotamia, Anatolia y Egipto. Sin embargo, su uso parece ser ceremonial, siendo un metal muy caro, más que el oro. Algunas fuentes sugieren que tal vez se obtuviera como subproducto de la obtención de cobre.

Entre 1600 a. C. y 1200 a. C. va aumentando su uso en Oriente Medio, pero no sustituye al predominante uso del bronce.

Entre los siglos XII a. C. y X a. C. se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro. Esta rápida transición tal vez fuera debida a la falta de estaño, antes que a una mejora en la tecnología en el trabajo del hierro. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas según el lugar, se le denomina Edad de Hierro, sustituyendo a la Edad de Bronce. En Grecia comenzó a emplearse en torno al año 1000 a. C. y no llegó a Europa occidental hasta el siglo VII a. C. La sustitución del bronce por el hierro fue paulatina, pues era difícil fabricar piezas de hierro: localizar el mineral, luego fundirlo a temperaturas altas para finalmente forjarlo.

En Europa Central, surgió en el siglo IX a. C. la cultura de Hallstatt (sustituyendo a la cultura de los campos de urnas, que se denomina «primera Edad de Hierro», pues coincide con la introducción de este metal).

Hacia el 450 a. C. se desarrolló la cultura de La Tène, también denominada «segunda Edad de Hierro». El hierro se usa en herramientas, armas y joyería, aunque siguen encontrándose objetos de bronce.

Junto con esta transición del bronce al hierro se descubrió el proceso de «carburización», consistente en añadir carbono al hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y escoria, con algo de carbono o carburos, y era forjado, quitando la escoria y oxidando el carbono, creando así el producto ya con una forma. Este hierro forjado tenía un contenido en carbono muy bajo y no se podía endurecer fácilmente al enfriarlo en agua. Se observó que se podía obtener un producto mucho más duro calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbón vegetal, para entonces sumergirlo en agua o aceite. El producto resultante, que tenía una superficie de acero, era más duro y menos frágil que el bronce, al que comenzó a reemplazar.

En China el primer hierro que se utilizó también procedía de meteoritos, habiéndose encontrado objetos de hierro forjado en el noroeste, cerca de Xinjiang, del siglo VIII a. C. El procedimiento era el mismo que el utilizado en Oriente Medio y Europa. En los últimos años de la Dinastía Zhou (550 a. C.) se consigue obtener hierro colado (producto de la fusión del arrabio). El mineral encontrado allí presenta un alto contenido en fósforo, con lo que funde a temperaturas menores que en Europa y otros sitios. Sin embargo durante bastante tiempo, hasta la Dinastía Qing (hacia 221 a. C.), no tuvo una gran repercusión.

El hierro colado tardó más en Europa, pues no se conseguía la temperatura suficiente. Algunas de las primeras muestras de hierro colado se han encontrado en Suecia, en Lapphyttan y Vinarhyttan, del 1150 a 1350.

En la Edad Media, y hasta finales del siglo XIX, muchos países europeos empleaban como método siderúrgico la forja catalana. Se obtenía hierro y acero bajo en carbono empleando carbón vegetal y el mineral de hierro. Este sistema estaba ya implantado en el siglo XV, y se conseguían alcanzar hasta unos 1200 °C. Este procedimiento fue sustituido por el empleado en los altos hornos.

En un principio se usaba carbón vegetal para la obtención de hierro como fuente de calor y como agente reductor. En el siglo XVIII, en Inglaterra, comenzó a escasear y hacerse más caro el carbón vegetal, y esto hizo que comenzara a utilizarse coque, un combustible fósil, como alternativa. Fue utilizado por primera vez por Abraham Darby, a principios del siglo XVIII, que construyó en Coalbrookdale un «alto horno». Asimismo, el coque se empleó como fuente de energía en la Revolución industrial. En este periodo la demanda de hierro fue cada vez mayor, por ejemplo para su aplicación en ferrocarriles.

El alto horno fue evolucionando a lo largo de los años. Henry Cort, en 1784, aplicó nuevas técnicas que mejoraron la producción. En 1826 el alemán Friedrich Harkot construye un alto horno sin mampostería para humos.

Hacia finales del siglo XVIII y comienzos del XIX se comenzó a emplear ampliamente el hierro como elemento estructural (en puentes, edificios, etc). Entre 1776 a 1779 se construye el primer puente de fundición de hierro, construido por John Wilkinson y Abraham Darby. En Inglaterra se emplea por primera vez en la construcción de edificios, por Mathew Boulton y James Watt, a principios del siglo XIX. También son conocidas otras obras de ese siglo, por ejemplo el Palacio de Cristal construido para la Exposición Universal de 1851 en Londres, del arquitecto Joseph Paxton, que tiene un armazón de hierro, o la Torre Eiffel, en París, construida en 1889 para la Exposición Universal, en donde se utilizaron miles de toneladas de hierro.

Abundancia y obtención

El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. También existe en el Universo, habiéndose encontrado meteoritos que lo contienen. Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta con un 70 %. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etcétera.

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

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

Los gases sufren una serie de reacciones; el carbono puede reaccionar con el oxígeno para formar dióxido de carbono:

 

A su vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:

 

Aunque también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno para volver a dar dióxido de carbono:

 

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

En primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:

 
 

Después, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:

 

El carbonato de calcio (caliza) se descompone:

 

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

Más abajo se producen procesos de carburación:

 

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

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

En 2000 los cinco mayores productores de hierro eran China, Brasil, Australia, Rusia e India, con el 70% de la producción mundial. Actualmente el mayor yacimiento de Hierro del mundo se encuentra en la región de El Mutún, en el departamento de Santa Cruz, Bolivia; dicho yacimiento cuenta con entre 40 000 y 42 000 millones de toneladas aprox. (40% de la reserva mundial) para explotar.[cita requerida]

Producción mundial

Datos disponibles de la producción mundial de mineral de hierro en 2019, en millones de toneladas por año :[7]

Puesto País Millones de toneladas
1   Australia 919
2   Brasil 405
3   China 351
4   India 238
5   Rusia 97
6   Sudáfrica 72
7   Ucrania 63
8   Canadá 58
9   Estados Unidos 46
10   Suecia 35
  otros 67

Compuestos

  • Los estados de oxidación más comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más conocidos son el óxido de hierro (II) (FeO), el óxido de hierro (III), Fe2O3, y el óxido mixto Fe3O4. Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidación. El hexacianoferrato (II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull; se pensaba que eran sustancias diferentes.
  • Se conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco comunes, y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio (K2FeO4), en el que el hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como oxidante. El estado de oxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y también en algunos procesos enzimáticos.
  • Varios compuestos de hierro exhiben estados de oxidación extraños, como el tetracarbonilferrato disódico, Na2[Fe(CO)4], que atendiendo a su fórmula empírica el hierro posee estado de oxidación –2 (el monóxido de carbono que aparece como ligando no posee carga), que surge de la reacción del pentacarbonilhierro con sodio.
  • El Fe3C se conoce como cementita, que contiene un 6,67% en carbono, al hierro α se le conoce como ferrita, y a la mezcla de ferrita y cementita, perlita o ledeburita dependiendo del contenido en carbono. La austenita es una solución sólida intersticial de carbono en hierro γ (Gamma).

Metabolismo del hierro

Aunque solo existe en pequeñas cantidades en los seres vivos, el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en la supervivencia de los mismos y es necesario no solo para lograr una adecuada oxigenación tisular sino también para el metabolismo de la mayor parte de las células.

En la actualidad con un incremento en el oxígeno atmosférico el hierro se encuentra en el medio ambiente casi exclusivamente en forma oxidada (o ferrica Fe3+) y en esta forma es poco utilizable.

En los adultos sanos el hierro corporal total es de unos 2 a 4 gramos (2,5 gramos en 71 kg de peso en la mujer o 35 mg/kg) (a 4 gramos en 80 kg o 50 mg/kg en los varones). Se encuentra distribuido en dos formas:

70% como hierro funcional (2,8 de 4 gramos):

  • Eritrocitos (65%).
  • Tisular: mioglobinas (4%).
  • Enzimas dependientes del hierro (hem y no hem): 1%

Estas son enzimas esenciales para la función de las mitocondrias y que controlan la oxidación intracelular (citocromos, oxidasas del citrocromo, catalasas, peroxidasas).

Transferrina (0,1%), la cual se encuentra normalmente saturada en 1/3 con hierro.

La mayor atención con relación a este tipo de hierro se ha enfocado hacia el eritrón, ya que su estatus de hierro puede ser fácilmente medible y constituye la principal fracción del hierro corporal.

30% como hierro de depósito (1 g):

Estudios recientes de disponibilidad del hierro de los alimentos han demostrado que el hierro del hem es bien absorbido, pero el hierro no hem se absorbe en general muy pobremente y este último, es el hierro que predomina en la dieta de gran cantidad de gente en el mundo.[cita requerida]

Hem: Como hemoglobina y mioglobina, presente principalmente en la carne y derivados.

No hem.

La absorción del hierro hem no es afectada por ningún factor; ni dietético, ni de secreción gastrointestinal. Se absorbe tal cual dentro del anillo porfirínico. El hierro es liberado dentro de las células de la mucosa por la HEM oxigenasa, enzima que abunda en las células intestinales del duodeno.

Las absorción del hierro " no hem", por el contrario se encuentra afectada por una gran cantidad de factores dietéticos y de secreción gastrointestinal que se analizarán posteriormente.

El hierro procedente de la dieta, especialmente el "no hem", es hierro férrico y debe ser convertido en hierro ferroso a nivel gástrico antes que ocurra su absorción en esta forma (hierro ferroso) a nivel duodenal principalmente.

Otros factores, independientes de la dieta que pueden influir en la absorción del hierro son:

  • El tamaño del depósito de hierro que indica el estado de reserva de hierro de un individuo. Este es el principal mecanismo de control. Se encuentra influenciado por los depósitos de hierro y por lo tanto, por las necesidades corporales. Así, reservas aumentadas de hierro disminuyen su absorción. En este punto el factor más importante que influye en la absorción del hierro es el contenido de hierro en las células de la mucosa intestinal (ferritina local). Es el llamado “Bloqueo mucoso de Granick”.
  • La eritropoyesis en la médula ósea: que es un estado dinámico de consumo o no de hierro corporal. Así, decae la absorción del hierro cuando disminuye la eritropoyesis.

La absorción del hierro en forma ferrosa tiene lugar en el duodeno y en el yeyuno superior, y requiere de un mecanismo activo que necesita energía. El hierro se une a glucoproteínas de superficie (o receptores específicos de la mucosa intestinal para el hierro), situadas en el borde en cepillo de las células intestinales. Luego se dirige al retículo endoplasmático rugoso y a los ribosomas libres (donde forma ferritina) y posteriormente a los vasos de la lámina propia.

Como puede deducirse, la absorción del hierro es regulada por la mucosa intestinal, lo que impide que reservas excesivas de hierro se acumulen. La absorción del hierro depende también de la cantidad de esta proteína.

El hierro se encuentra en prácticamente todos los seres vivos y cumple numerosas y variadas funciones.

  • Hay distintas proteínas que contienen el grupo hemo, que consiste en el ligando porfirina con un átomo de hierro. Algunos ejemplos:
    • La hemoglobina y la mioglobina; la primera transporta oxígeno, O2, y la segunda, lo almacena.
    • Los citocromos; los citocromos c catalizan la reducción de oxígeno a agua. Los citocromos P450 catalizan la oxidación de compuestos hidrofóbicos, como fármacos o drogas, para que puedan ser excretados, y participan en la síntesis de distintas moléculas.
    • Las peroxidasas y catalasas catalizan la oxidación de peróxidos, H2O2, que son tóxicos.
 
Ejemplo de centro de una proteína de Fe/S (ferredoxina)
  • Las proteínas de hierro/azufre (Fe/S) participan en procesos de transferencia de electrones.
  • También se puede encontrar proteínas en donde átomos de hierro se enlazan entre sí a través de enlaces puente de oxígeno. Se denominan proteínas Fe-O-Fe. Algunos ejemplos:
    • Las bacterias metanotróficas, que emplean el metano, CH4, como fuente de energía y de carbono, usan proteínas de este tipo, llamadas monooxigenasas, para catalizar la oxidación de este metano.
    • La hemeritrina transporta oxígeno en algunos organismos marinos.
    • Algunas ribonucleótido reductasas contienen hierro. Catalizan la formación de desoxinucleótidos.

Los animales para transportar el hierro dentro del cuerpo emplean unas proteínas llamadas transferrinas. Para almacenarlo, emplean la ferritina y la hemosiderina. El hierro entra en el organismo al ser absorbido en el intestino delgado y es transportado o almacenado por esas proteínas. La mayor parte del hierro se reutiliza y muy poco se excreta.

Tanto el exceso como el defecto de hierro, pueden provocar problemas en el organismo. El envenenamiento por hierro ocurre debido a la ingesta exagerada de esté (como suplemento en el tratamiento de anemias).

La hemocromatosis corresponde a una enfermedad de origen genético, en la cual ocurre una excesiva absorción del hierro, el cual se deposita en el hígado, causando disfunción de este y eventualmente llegando a la cirrosis hepática.

En las transfusiones de sangre, se emplean ligandos que forman con el hierro complejos de una alta estabilidad para evitar que quede demasiado hierro libre.

Estos ligandos se conocen como sideróforos. Muchos microorganismos emplean estos sideróforos para captar el hierro que necesitan. También se pueden emplear como antibióticos, pues no dejan hierro libre disponible.

Isótopos

El hierro tiene cuatro isótopos estables naturales: 54Fe, 56Fe, 57Fe y 58Fe, Las abundancias relativas en las que se encuentran en la naturaleza son de aproximadamente: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,7%), 57Fe (2,2%) y 58Fe (0,3%).

Precauciones

La siderosis es el depósito de hierro en los tejidos. El hierro en exceso es tóxico. El hierro reacciona con peróxido y produce radicales libres; la reacción más importante es:

 

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

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

Véase también

Referencias

  1. Joan Corominas: Breve diccionario Etimológico de la lengua castellana. 3º edición, 1987. Ed. Gredos, Madrid.
  2. Real Academia Española y Asociación de Academias de la Lengua Española (2005). «hierro». Diccionario panhispánico de dudas. Madrid: Santillana. ISBN 978-8-429-40623-8. Consultado el 26 de abril de 2016. 
  3. Garritz, Andoni (1998). Química. Pearson Educación. p. 856. ISBN 978-9-68444-318-1. 
  4. Parry, Robert W. (1973). Química: fundamentos experimentales. Reverte. p. 703. ISBN 978-8-42917-466-3. 
  5. Frey, Perry A.; Reed, George H. (21 de septiembre de 2012). «The Ubiquity of Iron». ACS Chemical Biology 7 (9): 1477-1481. ISSN 1554-8929. doi:10.1021/cb300323q. Consultado el 12 de julio de 2021. 
  6. Ramirez Ortega, Antonio; San José Arango, Carmen (2001). «El hierro en la naturaleza». Anales de la real academia de doctores. 
  7. «Iron Ore Statistics and Information». U.S. Geological Survey (en inglés). 

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Hierro.
  •   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre Hierro.
  • Precios históricos del mineral de hierro, de acuerdo al FMI
  • El hierro en aguas
  • WebElements.com - Iron (en inglés)
  • EnvironmentalChemistry.com - Iron (en inglés)
  • It's Elemental - Iron (en inglés)
  • (en inglés)
  • La Química de Referencia - Hierro (en inglés)
  • Científicos vuelven el hierro transparente
  •   Datos: Q677
  •   Multimedia: Iron
  •   Citas célebres: Hierro

hierro, para, otros, usos, este, término, véase, desambiguación, hierro, elemento, químico, número, atómico, situado, grupo, periodo, tabla, periódica, elementos, símbolo, latín, fĕrrum, tiene, masa, atómica, manganeso, cobalto, tabla, completa, tabla, ampliad. Para otros usos de este termino vease Hierro desambiguacion El hierro 1 2 es un elemento quimico de numero atomico 26 situado en el grupo 8 periodo 4 de la tabla periodica de los elementos Su simbolo es Fe del latin fĕrrum 1 y tiene una masa atomica de 55 847 u 3 4 Manganeso Hierro Cobalto 26 Fe Tabla completa Tabla ampliadaMetalico brillante con un tono grisInformacion generalNombre simbolo numeroHierro Fe 26Serie quimicaMetales de transicionGrupo periodo bloque8 4 dMasa atomica55 847 uConfiguracion electronica Ar 3d64s2Dureza Mohs5 0Electrones por nivel2 8 14 2 imagen Propiedades atomicasRadio medio140 pmElectronegatividad1 83 escala de Pauling Radio atomico calc 155 8 pm radio de Bohr Radio covalente126 pmRadio de van der WaalsSin datos pmEstado s de oxidacion2 3oxidoAnfotero1 ª energia de ionizacion762 5 kJ mol2 ª energia de ionizacion1561 9 kJ mol3 ª energia de ionizacion2957 kJ mol4 ª energia de ionizacion5290 kJ molPropiedades fisicasEstado ordinarioSolido ferromagnetico Densidad7874 kg m3Punto de fusion1808 K 1535 C Punto de ebullicion3023 K 2750 C Entalpia de vaporizacion349 6 kJ molEntalpia de fusion13 8 kJ molPresion de vapor7 05 Pa a 1808 KPunto critico204 K 69 C 50 PaVolumen molar17 m3 molVariosEstructura cristalinaCubica centrada en el cuerpoCalor especifico440 J K kg Conductividad electrica9 93 106 S mConductividad termica80 2 W K m Resistencia maxima540 MPaModulo elastico200 GPaModulo de cizalladura73 GPaVelocidad del sonido4910 m s a 293 15 K 20 C Isotopos mas establesArticulo principal Isotopos del hierroiso AN Periodo MD Ed PDMeV54Fe5 845 Estable con 28 neutrones55FeSintetico2 73 ae0 23155Mn56Fe93 72 Estable con 30 neutrones57Fe2 119 Estable con 31 neutrones58Fe0 282 Estable con 32 neutrones59FeSintetico44 503 db1 56559Co60FeSintetico1 5 106 ab 3 97860CoValores en el SI y condiciones normales de presion y temperatura salvo que se indique lo contrario editar datos en Wikidata Estructura de un puente en acero Este metal de transicion es el cuarto elemento mas abundante en la corteza terrestre 5 representando un 5 y entre los metales solo el aluminio es mas abundante 6 y es el primero mas abundante en masa planetaria debido a que el planeta en su nucleo concentra la mayor masa de hierro nativo equivalente a un 70 El nucleo de la Tierra esta formado principalmente por hierro y niquel en forma metalica generando al moverse un campo magnetico Ha sido historicamente muy importante y un periodo de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro En cosmologia es un metal muy especial pues es el metal mas pesado que puede ser producido por la fusion en el nucleo de estrellas masivas los elementos mas pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas Indice 1 Caracteristicas principales 2 Aplicaciones 2 1 Aceros 2 2 Fundiciones 3 Historia 4 Abundancia y obtencion 5 Produccion mundial 6 Compuestos 7 Metabolismo del hierro 8 Isotopos 9 Precauciones 10 Vease tambien 11 Referencias 12 Enlaces externosCaracteristicas principales Editar Hierro puro Es un metal maleable de color gris plateado y presenta propiedades magneticas es ferromagnetico a temperatura ambiente y presion atmosferica Es extremadamente duro y denso Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales entre ellos muchos oxidos y raramente se encuentra libre Para obtener hierro en estado elemental los oxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes Es el elemento mas pesado que se produce exotermicamente por fusion y el mas ligero que se produce a traves de una fision debido a que su nucleo tiene la mas alta energia de enlace por nucleon energia necesaria para separar del nucleo un neutron o un proton por lo tanto el nucleo mas estable es el del hierro 56 con 30 neutrones Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presion A presion atmosferica Hierro a estable hasta los 911 C El sistema cristalino es una red cubica centrada en el cuerpo BCC Hierro g 911 1392 C presenta una red cubica centrada en las caras FCC Hierro d 1392 1539 C vuelve a presentar una red cubica centrada en el cuerpo Hierro e Puede estabilizarse a altas presiones presenta estructura hexagonal compacta HCP Aplicaciones EditarEl hierro es el metal duro mas usado con el 95 en peso de la produccion mundial de metal El hierro puro pureza a partir de 99 5 no tiene demasiadas aplicaciones salvo excepciones para utilizar su potencial magnetico El hierro tiene su gran aplicacion para formar los productos siderurgicos utilizando este como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metalicos como no metalicos que confieren distintas propiedades al material Se considera que una aleacion de hierro es acero si contiene menos de un 2 1 de carbono si el porcentaje es mayor recibe el nombre de fundicion El acero es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad especialmente en automoviles barcos y componentes estructurales de edificios Las aleaciones ferreas presentan una gran variedad de propiedades mecanicas dependiendo de su composicion o el tratamiento que se haya llevado a cabo Aceros Editar Articulo principal Acero Los aceros son aleaciones ferreas con un contenido maximo de carbono del 2 el cual puede estar como aleante de insercion en la ferrita y austenita y formando carburo de hierro Algunas aleaciones no son ferromagneticas Este puede tener otros aleantes e impurezas Dependiendo de su contenido en carbono se clasifican en los siguientes tipos Acero bajo en carbono menos del 0 25 de C en peso Son blandos pero ductiles Se utilizan en vehiculos tuberias elementos estructurales etcetera Tambien existen los aceros de alta resistencia y baja aleacion que contienen otros elementos aleados hasta un 10 en peso tienen una mayor resistencia mecanica y pueden ser trabajados con mucha facilidad Acero medio en carbono entre 0 25 y 0 6 de C en peso Para mejorar sus propiedades son tratados termicamente Son mas resistentes que los aceros bajos en carbono pero menos ductiles se emplean en piezas de ingenieria que requieren una alta resistencia mecanica y al desgaste Acero alto en carbono entre 0 60 y 1 4 de C en peso Son aun mas resistentes pero tambien menos ductiles Se anaden otros elementos para que formen carburos por ejemplo con wolframio se forma el carburo de wolframio WC estos carburos son muy duros Estos aceros se emplean principalmente en herramientas Aceros aleados Con los aceros no aleados o al carbono es imposible satisfacer las demandas de la industria actual Para conseguir determinadas caracteristicas de resiliencia resistencia al desgaste dureza y resistencia a determinadas temperaturas deberemos recurrir a estos Mediante la accion de uno o varios elementos de aleacion en porcentajes adecuados se introducen modificaciones quimicas y estructurales que afectan a la templabilidad caracteristicas mecanicas resistencia a oxidacion y otras propiedades La clasificacion mas tecnica y correcta para los aceros al carbono sin alear segun su contenido en carbono Los aceros hipoeutectoides cuyo contenido en carbono oscila entre 0 02 y 0 8 Los aceros eutectoides cuyo contenido en carbono es de 0 8 Los aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0 8 a 2 Aceros inoxidables uno de los inconvenientes del hierro es que se oxida con facilidad Anadiendo un 12 de cromo se considera acero inoxidable debido a que este aleante crea una capa de oxido de cromo superficial que protege al acero de la corrosion o formacion de oxidos de hierro Tambien puede tener otro tipo de aleantes como el niquel para impedir la formacion de carburos de cromo los cuales aportan fragilidad y potencian la oxidacion intergranular El uso mas extenso del hierro es para la obtencion de aceros estructurales tambien se producen grandes cantidades de hierro fundido y de hierro forjado Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricacion de imanes tintes tintas papel para heliograficas pigmentos pulidores y abrasivos colcotar El hierro es obtenido en el alto horno mediante la conversion de los minerales en hierro liquido a traves de su reduccion con coque se separan con piedra caliza los componentes indeseables como fosforo azufre y manganeso Los gases de los altos hornos son fuentes importantes de particulas y contienen oxido de carbono La escoria del alto horno es formada al reaccionar la piedra caliza con los otros componentes y los silicatos que contienen los minerales Se enfria la escoria en agua y esto puede producir monoxido de carbono y sulfuro de hidrogeno Los desechos liquidos de la produccion de hierro se originan en el lavado de gases de escape y enfriamiento de la escoria A menudo estas aguas servidas poseen altas concentraciones de solidos suspendidos y pueden contener una amplia gama de compuestos organicos fenoles y cresoles amoniaco compuestos de arsenico y sulfuros Fundiciones Editar Cuando el contenido en carbono es superior a un 1 73 en peso la aleacion se denomina fundicion Este carbono puede encontrarse disuelto formando cementita o en forma libre Son muy duras y fragiles Hay distintos tipos de fundiciones Gris Blanca Atruchada Maleable americana Maleable europea Esferoidal o ductil VermicularSus caracteristicas varian de un tipo a otra segun el tipo se utilizan para distintas aplicaciones en motores valvulas engranajes etc Por otra parte los oxidos de hierro tienen variadas aplicaciones en pinturas obtencion de hierro la magnetita Fe3O4 y el oxido de hierro III Fe2O3 en aplicaciones magneticas etc El hidroxido de hierro III Fe OH 3 se utiliza en radioquimica para concentrar los actinidos mediante co precipitacion Historia EditarSe tienen indicios de uso del hierro desde el cuarto milenio antes de Cristo por parte de los sumerios y egipcios En el segundo y tercer milenio antes de Cristo van apareciendo cada vez mas objetos de hierro que se distingue del hierro procedente de meteoritos por la ausencia de niquel en Mesopotamia Anatolia y Egipto Sin embargo su uso parece ser ceremonial siendo un metal muy caro mas que el oro Algunas fuentes sugieren que tal vez se obtuviera como subproducto de la obtencion de cobre Entre 1600 a C y 1200 a C va aumentando su uso en Oriente Medio pero no sustituye al predominante uso del bronce Entre los siglos XII a C y X a C se produce una rapida transicion en Oriente Medio desde las armas de bronce a las de hierro Esta rapida transicion tal vez fuera debida a la falta de estano antes que a una mejora en la tecnologia en el trabajo del hierro A este periodo que se produjo en diferentes fechas segun el lugar se le denomina Edad de Hierro sustituyendo a la Edad de Bronce En Grecia comenzo a emplearse en torno al ano 1000 a C y no llego a Europa occidental hasta el siglo VII a C La sustitucion del bronce por el hierro fue paulatina pues era dificil fabricar piezas de hierro localizar el mineral luego fundirlo a temperaturas altas para finalmente forjarlo En Europa Central surgio en el siglo IX a C la cultura de Hallstatt sustituyendo a la cultura de los campos de urnas que se denomina primera Edad de Hierro pues coincide con la introduccion de este metal Hacia el 450 a C se desarrollo la cultura de La Tene tambien denominada segunda Edad de Hierro El hierro se usa en herramientas armas y joyeria aunque siguen encontrandose objetos de bronce Junto con esta transicion del bronce al hierro se descubrio el proceso de carburizacion consistente en anadir carbono al hierro El hierro se obtenia como una mezcla de hierro y escoria con algo de carbono o carburos y era forjado quitando la escoria y oxidando el carbono creando asi el producto ya con una forma Este hierro forjado tenia un contenido en carbono muy bajo y no se podia endurecer facilmente al enfriarlo en agua Se observo que se podia obtener un producto mucho mas duro calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbon vegetal para entonces sumergirlo en agua o aceite El producto resultante que tenia una superficie de acero era mas duro y menos fragil que el bronce al que comenzo a reemplazar En China el primer hierro que se utilizo tambien procedia de meteoritos habiendose encontrado objetos de hierro forjado en el noroeste cerca de Xinjiang del siglo VIII a C El procedimiento era el mismo que el utilizado en Oriente Medio y Europa En los ultimos anos de la Dinastia Zhou 550 a C se consigue obtener hierro colado producto de la fusion del arrabio El mineral encontrado alli presenta un alto contenido en fosforo con lo que funde a temperaturas menores que en Europa y otros sitios Sin embargo durante bastante tiempo hasta la Dinastia Qing hacia 221 a C no tuvo una gran repercusion El hierro colado tardo mas en Europa pues no se conseguia la temperatura suficiente Algunas de las primeras muestras de hierro colado se han encontrado en Suecia en Lapphyttan y Vinarhyttan del 1150 a 1350 En la Edad Media y hasta finales del siglo XIX muchos paises europeos empleaban como metodo siderurgico la forja catalana Se obtenia hierro y acero bajo en carbono empleando carbon vegetal y el mineral de hierro Este sistema estaba ya implantado en el siglo XV y se conseguian alcanzar hasta unos 1200 C Este procedimiento fue sustituido por el empleado en los altos hornos En un principio se usaba carbon vegetal para la obtencion de hierro como fuente de calor y como agente reductor En el siglo XVIII en Inglaterra comenzo a escasear y hacerse mas caro el carbon vegetal y esto hizo que comenzara a utilizarse coque un combustible fosil como alternativa Fue utilizado por primera vez por Abraham Darby a principios del siglo XVIII que construyo en Coalbrookdale un alto horno Asimismo el coque se empleo como fuente de energia en la Revolucion industrial En este periodo la demanda de hierro fue cada vez mayor por ejemplo para su aplicacion en ferrocarriles El alto horno fue evolucionando a lo largo de los anos Henry Cort en 1784 aplico nuevas tecnicas que mejoraron la produccion En 1826 el aleman Friedrich Harkot construye un alto horno sin mamposteria para humos Hacia finales del siglo XVIII y comienzos del XIX se comenzo a emplear ampliamente el hierro como elemento estructural en puentes edificios etc Entre 1776 a 1779 se construye el primer puente de fundicion de hierro construido por John Wilkinson y Abraham Darby En Inglaterra se emplea por primera vez en la construccion de edificios por Mathew Boulton y James Watt a principios del siglo XIX Tambien son conocidas otras obras de ese siglo por ejemplo el Palacio de Cristal construido para la Exposicion Universal de 1851 en Londres del arquitecto Joseph Paxton que tiene un armazon de hierro o la Torre Eiffel en Paris construida en 1889 para la Exposicion Universal en donde se utilizaron miles de toneladas de hierro Abundancia y obtencion EditarEl hierro es el metal de transicion mas abundante en la corteza terrestre y cuarto de todos los elementos Tambien existe en el Universo habiendose encontrado meteoritos que lo contienen Es el principal metal que compone el nucleo de la Tierra hasta con un 70 Se encuentra formando parte de numerosos minerales entre los que destacan la hematites Fe2O3 la magnetita Fe3O4 la limonita FeO OH la siderita FeCO3 la pirita FeS2 la ilmenita FeTiO3 etcetera Se puede obtener hierro a partir de los oxidos con mas o menos impurezas Muchos de los minerales de hierro son oxidos y los que no se pueden oxidar para obtener los correspondientes oxidos La reduccion de los oxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comunmente alto horno En el se anaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio CaCO3 que actua como escorificante Los gases sufren una serie de reacciones el carbono puede reaccionar con el oxigeno para formar dioxido de carbono C O 2 CO 2 displaystyle ce C O2 gt CO2 A su vez el dioxido de carbono puede reducirse para dar monoxido de carbono CO 2 C 2 CO displaystyle ce CO2 C gt 2CO Aunque tambien se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monoxido con oxigeno para volver a dar dioxido de carbono 2 CO O 2 2 CO 2 displaystyle ce 2CO O2 gt 2CO2 El proceso de oxidacion de coque con oxigeno libera energia y se utiliza para calentar llegandose hasta unos 1900 C en la parte inferior del horno En primer lugar los oxidos de hierro pueden reducirse parcial o totalmente con el monoxido de carbono CO por ejemplo Fe 3 O 4 CO 3 FeO CO 2 displaystyle ce Fe3O4 CO gt 3FeO CO2 FeO CO Fe CO 2 displaystyle ce FeO CO gt Fe CO2 Despues conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta reaccionan con el coque carbono en su mayor parte reduciendose los oxidos Por ejemplo Fe 3 O 4 C 3 FeO CO displaystyle ce Fe3O4 C gt 3FeO CO El carbonato de calcio caliza se descompone CaCO 3 CaO CO 2 displaystyle ce CaCO3 gt CaO CO2 Y el dioxido de carbono es reducido con el coque a monoxido de carbono como se ha visto antes Mas abajo se producen procesos de carburacion 3 Fe 2 CO Fe 3 C CO 2 displaystyle ce 3Fe 2CO gt Fe3C CO2 Finalmente se produce la combustion y desulfuracion eliminacion de azufre mediante la entrada de aire Y por ultimo se separan dos fracciones la escoria y el arrabio hierro fundido que es la materia prima que luego se emplea en la industria El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores En 2000 los cinco mayores productores de hierro eran China Brasil Australia Rusia e India con el 70 de la produccion mundial Actualmente el mayor yacimiento de Hierro del mundo se encuentra en la region de El Mutun en el departamento de Santa Cruz Bolivia dicho yacimiento cuenta con entre 40 000 y 42 000 millones de toneladas aprox 40 de la reserva mundial para explotar cita requerida Produccion mundial EditarDatos disponibles de la produccion mundial de mineral de hierro en 2019 en millones de toneladas por ano 7 Puesto Pais Millones de toneladas1 Australia 9192 Brasil 4053 China 3514 India 2385 Rusia 976 Sudafrica 727 Ucrania 638 Canada 589 Estados Unidos 4610 Suecia 35 otros 67Compuestos EditarVease tambien Categoria Compuestos de hierro Los estados de oxidacion mas comunes son 2 y 3 Los oxidos de hierro mas conocidos son el oxido de hierro II FeO el oxido de hierro III Fe2O3 y el oxido mixto Fe3O4 Forma asimismo numerosas sales y complejos en estos estados de oxidacion El hexacianoferrato II de hierro III usado en pinturas se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull se pensaba que eran sustancias diferentes Se conocen compuestos en el estado de oxidacion 4 5 y 6 pero son poco comunes y en el caso del 5 no esta bien caracterizado El ferrato de potasio K2FeO4 en el que el hierro esta en estado de oxidacion 6 se emplea como oxidante El estado de oxidacion 4 se encuentra en unos pocos compuestos y tambien en algunos procesos enzimaticos Varios compuestos de hierro exhiben estados de oxidacion extranos como el tetracarbonilferrato disodico Na2 Fe CO 4 que atendiendo a su formula empirica el hierro posee estado de oxidacion 2 el monoxido de carbono que aparece como ligando no posee carga que surge de la reaccion del pentacarbonilhierro con sodio El Fe3C se conoce como cementita que contiene un 6 67 en carbono al hierro a se le conoce como ferrita y a la mezcla de ferrita y cementita perlita o ledeburita dependiendo del contenido en carbono La austenita es una solucion solida intersticial de carbono en hierro g Gamma Metabolismo del hierro EditarArticulo principal Metabolismo del hierro Aunque solo existe en pequenas cantidades en los seres vivos el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en la supervivencia de los mismos y es necesario no solo para lograr una adecuada oxigenacion tisular sino tambien para el metabolismo de la mayor parte de las celulas En la actualidad con un incremento en el oxigeno atmosferico el hierro se encuentra en el medio ambiente casi exclusivamente en forma oxidada o ferrica Fe3 y en esta forma es poco utilizable En los adultos sanos el hierro corporal total es de unos 2 a 4 gramos 2 5 gramos en 71 kg de peso en la mujer o 35 mg kg a 4 gramos en 80 kg o 50 mg kg en los varones Se encuentra distribuido en dos formas 70 como hierro funcional 2 8 de 4 gramos Eritrocitos 65 Tisular mioglobinas 4 Enzimas dependientes del hierro hem y no hem 1 Estas son enzimas esenciales para la funcion de las mitocondrias y que controlan la oxidacion intracelular citocromos oxidasas del citrocromo catalasas peroxidasas Transferrina 0 1 la cual se encuentra normalmente saturada en 1 3 con hierro La mayor atencion con relacion a este tipo de hierro se ha enfocado hacia el eritron ya que su estatus de hierro puede ser facilmente medible y constituye la principal fraccion del hierro corporal 30 como hierro de deposito 1 g Ferritina 2 3 Principal forma de deposito del hierro en los tejidos Hemosiderina 1 3 Hemoglobina Transporta el oxigeno a las celulas Transferrina Transporta el hierro a traves del plasma Estudios recientes de disponibilidad del hierro de los alimentos han demostrado que el hierro del hem es bien absorbido pero el hierro no hem se absorbe en general muy pobremente y este ultimo es el hierro que predomina en la dieta de gran cantidad de gente en el mundo cita requerida Hem Como hemoglobina y mioglobina presente principalmente en la carne y derivados No hem La absorcion del hierro hem no es afectada por ningun factor ni dietetico ni de secrecion gastrointestinal Se absorbe tal cual dentro del anillo porfirinico El hierro es liberado dentro de las celulas de la mucosa por la HEM oxigenasa enzima que abunda en las celulas intestinales del duodeno Las absorcion del hierro no hem por el contrario se encuentra afectada por una gran cantidad de factores dieteticos y de secrecion gastrointestinal que se analizaran posteriormente El hierro procedente de la dieta especialmente el no hem es hierro ferrico y debe ser convertido en hierro ferroso a nivel gastrico antes que ocurra su absorcion en esta forma hierro ferroso a nivel duodenal principalmente Otros factores independientes de la dieta que pueden influir en la absorcion del hierro son El tamano del deposito de hierro que indica el estado de reserva de hierro de un individuo Este es el principal mecanismo de control Se encuentra influenciado por los depositos de hierro y por lo tanto por las necesidades corporales Asi reservas aumentadas de hierro disminuyen su absorcion En este punto el factor mas importante que influye en la absorcion del hierro es el contenido de hierro en las celulas de la mucosa intestinal ferritina local Es el llamado Bloqueo mucoso de Granick La eritropoyesis en la medula osea que es un estado dinamico de consumo o no de hierro corporal Asi decae la absorcion del hierro cuando disminuye la eritropoyesis La absorcion del hierro en forma ferrosa tiene lugar en el duodeno y en el yeyuno superior y requiere de un mecanismo activo que necesita energia El hierro se une a glucoproteinas de superficie o receptores especificos de la mucosa intestinal para el hierro situadas en el borde en cepillo de las celulas intestinales Luego se dirige al reticulo endoplasmatico rugoso y a los ribosomas libres donde forma ferritina y posteriormente a los vasos de la lamina propia Como puede deducirse la absorcion del hierro es regulada por la mucosa intestinal lo que impide que reservas excesivas de hierro se acumulen La absorcion del hierro depende tambien de la cantidad de esta proteina El hierro se encuentra en practicamente todos los seres vivos y cumple numerosas y variadas funciones Hay distintas proteinas que contienen el grupo hemo que consiste en el ligando porfirina con un atomo de hierro Algunos ejemplos La hemoglobina y la mioglobina la primera transporta oxigeno O2 y la segunda lo almacena Los citocromos los citocromos c catalizan la reduccion de oxigeno a agua Los citocromos P450 catalizan la oxidacion de compuestos hidrofobicos como farmacos o drogas para que puedan ser excretados y participan en la sintesis de distintas moleculas Las peroxidasas y catalasas catalizan la oxidacion de peroxidos H2O2 que son toxicos Ejemplo de centro de una proteina de Fe S ferredoxina Las proteinas de hierro azufre Fe S participan en procesos de transferencia de electrones Tambien se puede encontrar proteinas en donde atomos de hierro se enlazan entre si a traves de enlaces puente de oxigeno Se denominan proteinas Fe O Fe Algunos ejemplos Las bacterias metanotroficas que emplean el metano CH4 como fuente de energia y de carbono usan proteinas de este tipo llamadas monooxigenasas para catalizar la oxidacion de este metano La hemeritrina transporta oxigeno en algunos organismos marinos Algunas ribonucleotido reductasas contienen hierro Catalizan la formacion de desoxinucleotidos Los animales para transportar el hierro dentro del cuerpo emplean unas proteinas llamadas transferrinas Para almacenarlo emplean la ferritina y la hemosiderina El hierro entra en el organismo al ser absorbido en el intestino delgado y es transportado o almacenado por esas proteinas La mayor parte del hierro se reutiliza y muy poco se excreta Tanto el exceso como el defecto de hierro pueden provocar problemas en el organismo El envenenamiento por hierro ocurre debido a la ingesta exagerada de este como suplemento en el tratamiento de anemias La hemocromatosis corresponde a una enfermedad de origen genetico en la cual ocurre una excesiva absorcion del hierro el cual se deposita en el higado causando disfuncion de este y eventualmente llegando a la cirrosis hepatica En las transfusiones de sangre se emplean ligandos que forman con el hierro complejos de una alta estabilidad para evitar que quede demasiado hierro libre Estos ligandos se conocen como sideroforos Muchos microorganismos emplean estos sideroforos para captar el hierro que necesitan Tambien se pueden emplear como antibioticos pues no dejan hierro libre disponible Isotopos EditarEl hierro tiene cuatro isotopos estables naturales 54Fe 56Fe 57Fe y 58Fe Las abundancias relativas en las que se encuentran en la naturaleza son de aproximadamente 54Fe 5 8 56Fe 91 7 57Fe 2 2 y 58Fe 0 3 Precauciones EditarLa siderosis es el deposito de hierro en los tejidos El hierro en exceso es toxico El hierro reacciona con peroxido y produce radicales libres la reaccion mas importante es Fe 2 H 2 O 2 Fe 3 OH OH displaystyle ce Fe 2 H2O2 gt Fe 3 OH OH Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales los mecanismos antioxidantes del organismo pueden controlar este proceso La dosis letal de hierro en un nino de dos anos es de unos 3 1 g puede provocar un envenenamiento importante El hierro en exceso se acumula en el higado y provoca danos en este organo Vease tambien EditarMetabolismo humano del hierro Bronce Forja Forja catalana Hierro forjado Hojalata Metalurgia Agente quelante SiderurgiaReferencias Editar a b Joan Corominas Breve diccionario Etimologico de la lengua castellana 3º edicion 1987 Ed Gredos Madrid Real Academia Espanola y Asociacion de Academias de la Lengua Espanola 2005 hierro Diccionario panhispanico de dudas Madrid Santillana ISBN 978 8 429 40623 8 Consultado el 26 de abril de 2016 Garritz Andoni 1998 Quimica Pearson Educacion p 856 ISBN 978 9 68444 318 1 Parry Robert W 1973 Quimica fundamentos experimentales Reverte p 703 ISBN 978 8 42917 466 3 Frey Perry A Reed George H 21 de septiembre de 2012 The Ubiquity of Iron ACS Chemical Biology 7 9 1477 1481 ISSN 1554 8929 doi 10 1021 cb300323q Consultado el 12 de julio de 2021 Ramirez Ortega Antonio San Jose Arango Carmen 2001 El hierro en la naturaleza Anales de la real academia de doctores Iron Ore Statistics and Information U S Geological Survey en ingles Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre Hierro Wikcionario tiene definiciones y otra informacion sobre Hierro Precios historicos del mineral de hierro de acuerdo al FMI El hierro en aguas Alto horno WebElements com Iron en ingles EnvironmentalChemistry com Iron en ingles It s Elemental Iron en ingles Los Alamos National Laboratory Iron en ingles La Quimica de Referencia Hierro en ingles Cientificos vuelven el hierro transparente Datos Q677 Multimedia Iron Citas celebres HierroObtenido de https es wikipedia org w index php title Hierro amp oldid 138228558, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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