Isótopos por elemento
El hierro tiene 4 isótopos naturales: el 54Fe, 56Fe, 57Fe y el 58Fe, con una abundancia de 5.845%, 91.754%, 2.119% y 0.282% respectivamente. Además, el 54Fe es un isótopo posiblemente radioactivo con una vida media superior a 3.1×1022 años. Se conocen 24radioisótopos cuyas vida media se muestra más adelante en la tabla.
Gran parte del trabajo que se ha realizado en la medición de la composición isotópica del hierro se ha centrado en determinar las variaciones del 60Fe debido a los procesos que acompañan la nucleosíntesis (ej: en estudios de meteoritos) y la formación de minerales. En la última década, sin embargo, los avances en la tecnología de espectrometría de masas han permitido la detección y cuantificación de las variaciones de origen natural en los radios de los isótopos estables de hierro. Mucho de este trabajo ha sido dirigido por las comunidades de geociencia y de ciencia planetaria, aunque las aplicaciones a los sistemas biológicos e industriales están comenzando a surgir.1
Masa atómica estándar : 55.845(2) u .- ...........................................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=e709d84cf1fe9f39492748b8c4b4348450f4fd3e&writer=rdf2latex&return_to=Anexo%3AIs%C3%B3topos+de+hierro
Hierro |  |
Número Atómico: 26
Masa Atómica: 55,845
Número de protones/electrones: 26
Número de neutrones (Isótopo 56-Fe): 30
Estructura electrónica: [Ar] 3d6 4s2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 14, 2
Números de oxidación: +2, +3
Masa Atómica: 55,845
Número de protones/electrones: 26
Número de neutrones (Isótopo 56-Fe): 30
Estructura electrónica: [Ar] 3d6 4s2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 14, 2
Números de oxidación: +2, +3
Electronegatividad: 1,83
Energía de ionización (kJ.mol-1): 759
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 16
Radio atómico (pm): 128
Radio iónico (pm) (carga del ion): 82(+2), 67(+3)
Energía de ionización (kJ.mol-1): 759
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 16
Radio atómico (pm): 128
Radio iónico (pm) (carga del ion): 82(+2), 67(+3)
Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 14,9
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 351
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 351
Punto de Fusión (ºC): 1538
Punto de Ebullición (ºC): 2861
Densidad (kg/m3): 7874; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 7,09
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Plateado
Punto de Ebullición (ºC): 2861
Densidad (kg/m3): 7874; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 7,09
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Plateado
El hierro de origen natural compuesto por cuatro isótopos: 5.845% de 54Fe, 91,754% de 56Fe, 2,119% de 57Fe y 0,282% de 58Fe. Existen 24 isótopos radiactivos conocidos y sus vidas medias se muestran a continuación. Véase el Laboratorio Nacional de Brookhaven Tabla Interactiva de nucleidos para una lectura más precisa.
Gran parte del trabajo anterior sobre la medición de la composición isotópica de Fe se ha centrado en determinar las variaciones 60FE debido a los procesos que acompañan a la nucleosíntesis y la formación de mineral. En la última década, sin embargo, los avances en la tecnología de espectrometría de masas han permitido la detección y cuantificación de los minutos, las variaciones en las relaciones de los isótopos estables de hierro de origen natural. Gran parte de este trabajo ha sido impulsado por la Tierra y las comunidades científicas planetarias, aunque las aplicaciones a sistemas biológicos e industriales están empezando a surgir.
Iron-54
54Fe es observacional estable, con una teoría de ramificación que se descompone a 54Cr, con una vida media de más de 3.1x1022 años a través de doble captura de electrones. Todos los otros isótopos naturales son conocidos por ser estable, lo que hace que 54Fe aparentemente extraña.
Iron-56
El isótopo 56Fe es el isótopo con la masa más baja por nucleón, 930.412 MeV/c2, aunque no el isótopo con la energía de enlace nuclear por nucleón más alto, que es el níquel-62. Sin embargo, debido a los detalles de cómo funciona nucleosíntesis, 56Fe es un punto final más común de las cadenas de fusión dentro de una estrella extremadamente masiva y por lo tanto es más común en el universo, en relación con otros metales, incluyendo 62Ni, 60Ni y 58Fe, todos los cuales tienen un muy alta energía de enlace.
Hierro-57
El isótopo 57Fe es ampliamente utilizado en la espectroscopia Mssbauer debido a la baja variación natural en la energía de la transición nuclear 14.4keV.
Hierro-60
Hierro-60 es un isótopo de hierro con una vida media de 2,6 millones de años, pero se pensaba hasta 2009 para tener una vida media de 1,5 millones de años. Se somete a la desintegración beta de cobalto-60.
En las fases de la meteoritos Semarkona y Chervony Kut una correlación entre la concentración de 60Ni, el isótopo nieta de 60FE, y la abundancia de los isótopos estables de hierro se puede conocer que es evidencia de la existencia de 60FE en el momento de formación de la energía solar sistema. Posiblemente la energía liberada por la desintegración de 60FE contribuyó, junto con la energía liberada por la descomposición de la 26Al radionúclido, a la refusión y la diferenciación de los asteroides después de su formación hace 4,6 millones de años. La abundancia de 60Ni presente en material extraterrestre también puede proporcionar más información sobre el origen del sistema solar y su historia temprana.
Masa atómica estándar: 55.845 u
Tabla
EL HIERRO
El hierro es un elemento químico de la materia de número atómico 26. Es un metal de transición sólido, maleable, tenaz, extremadamente duro y pesado color gris plateado y magnético.
Tiene una densidad de 7.87 tons/m3, un punto de fusión de 1538°C y ebulle a los 2750°C. Su estado de oxidación principalmente de +3 y +2, siendo un buen agentereductor.
A los 770°C el Hierro se vuelve magnético. En el hierro no magnetizado, todos los electrones giran con un dominio en la misma dirección alineados, mientras que en un hierro no magnetizado, están en diferentes direcciones por lo que se cancelan sus campos.
Los 4 isótopos más estables tienen masas de 54, 56 (el más abundante, 92%), 57 y 58. Su estructura cristalina es cúbica centrada en el cuerpo a 911°C, pero depende dela temperatura y presión.
Es el metal más pesado que puede producir exotérmicamente una fusión nuclear en estrellas masivas (el isótopo de níquel-56 es el más pesado pero rápidamente decae en el isótopo de 56-Hierro), mientras que los más pesados que el hierro sólo se producen en fisiones de supernovas.
En la naturaleza se encuentra formando parte de muchos minerales, entre ellos óxidos y raramente se encuentra en forma nativa. Los dos minerales principales son la hematita Fe2O3 y limonita (FeO(OH)), la siderita (FeCO3), la pirita FeS2 y la cromita Fe(CrO2)2.
Los óxidos de hierro se forman cuando este elemento entra en contacto con eloxígeno. Los más conocidos son el “óxido de hierro-2” (FeO) y el “óxido de hierro-3” (Fe2O2). 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 paraconcentrar los actínidos mediante co-precipitación.
El hierro es el 4to elemento más abundante en la corteza terrestre y es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta en un 70%. Es el metal duro másutilizado, representando el 95% del peso total de la producción mundial de metales.
Los 5 productores principales de hierro en el mundo son China, Brasil, Australia, Rusia e India, con el 70% de la producción mundial.
La reducción de óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado “alto horno” en el que se añaden minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio CaCO3.
2C + O2 -> 2 CO2; el monóxido de carbono reduce el mineral de hierro a hierro fundido Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2.
Luego se utiliza un fundente para derretir las impurezas en el mineral, principalmente areans de dióxido de silico y otros silicatos, o carbonatos de calcio y dolomita.
En el calentamiento del horno, el fundente de cal se descompone a óxido de calcio: CaCO3 -> CaO + CO2 y luego el óxido de calcio se combina con el dióxido de siliciopara formar CaO + SiO2 -> CaSiO3.
El hierro fundido contiene entre 2% y 4% de carbono, y de 1% a 6% de silicio y pequeñas cantidades de manganeso. Sus características varían de un tipo a otra; según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores, válvulas, engranajes, etc.
El hierro puro no tiene demasiadas aplicaciones excepto por las excepciones parausar su potencial magnético.
El hierro es el principal insumo para la fabricación de acero y otros productos siderúrgicos, así como para la fabricación de imanes, pigmentos y abrasivos.
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