Cromo.

Características e importancia. Es un metal blanco azulado brillante, muy duro y resistente químicamente. Reacciona con el carbono para dar carburos y con el oxígeno, azufre y halógenos a temperaturas altas. Se disuelve en los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero resiste al ácido nítrico. El cromo reemplaza parte del aluminio o del hierro en muchos minerales, dándoles sus colores característicos.

Muchas piedras preciosas deben su color a la presencia de compuestos de cromo. Los minerales aprovechables son escasos, siendo la cromita (FeCr₂O₄ ) el único importante.

En la cromita y en las sales crómicas, el cromo tiene valencia +3. La mayoría de estos compuestos son verdes, aunque algunos son rojos o azules. El óxido crómico (Cr₂O₃ ) es un sólido verde.

En los cromatos y dicromatos, el cromo tiene valencia +6. El dicromato de potasio (K₂Cr₂O₇ ) es un sólido rojo, soluble en agua que, mezclado con gelatina, da una emulsión sensible a la luz útil en procesos fotográficos.

Los cromatos son generalmente amarillos, siendo el más conocido el cromato de plomo (PbCrO₄ ), un sólido insoluble ampliamente usado como pigmento llamado amarillo cromo.

Impacto ambiental. Las sales de cromo se usan para colorear el vidrio, el cuero y como catalizadores. El CrO₂ se usa en cintas magnéticas.

Impacto económico. El uso principal del cromo está en aleaciones con hierro, níquel o cobalto con lo que se aumenta la dureza, tenacidad y resistencia a la corrosión. En los aceros inoxidables, el cromo constituye 10% o más de la composición final.

A causa de su dureza, una aleación de Cr-Co-W se usa para herramientas de corte. El cromo depositado electrolíticamente proporciona un acabado brillante, duro y resistente a la corrosión por lo que se ha utilizado durante mucho tiempo en la industria del automóvil aunque ya ha sido reemplazado por los plásticos.

Otro uso importante es, en forma de cromita, como material refractario debido a su alto punto de fusión, su pequeña dilatación térmica y la estabilidad de su estructura cristalina.

Estado nativo. Es un elemento común, figurando en el puesto 21º por su abundancia en la corteza terrestre. En la naturaleza se presenta en forma de sales y de óxido. Su mineral más importante es la cromita (FeCr₂O₄) cuyos yacimientos más importantes están en la zona de los Urales, República Sudafricana, Zimbabwe, Turquía y Filipinas.

Manganeso.

Características e importancia. Es un metal blanco plateado y brillante, quebradizo y duro. Se corroe en el aire húmedo y reacciona con el agua (a 100ºC) y con los ácidos liberando hidrógeno. En caliente reacciona con la mayoría de los no metales. Se utiliza en la metalurgia del hierro para eliminar impurezas por ser más oxidable que éste.El manganeso usualmente forma compuestos en los que su valencia es 2, 3, 4, 6 ó 7.

Impacto ambiental. El manganeso puro se obtiene por la combustión de la pirolusita (dióxido de manganeso) con polvo de aluminio, o por la electrólisis del sulfato de manganeso. Este metal no se da en la naturaleza en estado puro, excepto en los meteoritos, pero se encuentra ampliamente distribuido en todo el mundo en forma de menas como la rodocrosita, la franklinita, la psilomelana y la manganita.

Impacto económico. En estado puro, y en pequeñas cantidades, se utiliza como antioxidante aunque su principal aplicación consiste en formar aleaciones.

Con el hierro produce aleaciones como el ferromanganeso, de una gran dureza, que se emplea para preparar aceros especiales. Las cajas fuertes, por ejemplo, se hacen de acero con un 12% de manganeso.

Aleaciones no ferrosas de manganeso son bronce al manganeso (Mn, Cu, Sn y Zn), que resiste la corrosión incluso la del agua del mar y se usa para hacer hélices de barcos y torpedos y la manganina que es una aleación (Cu, Mn y Ni) muy utilizada para construir resistencias eléctricas y cables para medidas eléctricas precisas porque su conductividad eléctrica no varía apreciablemente con la temperatura. Aleado con el aluminio mejora considerablemente las propiedades de éste.

El dióxido de manganeso (MnO₂ ) se presenta como pirolusita y se obtiene artificialmente calentando nitrato de manganeso; se usa en pilas secas, en pinturas y barnices, para colorear vidrio y cerámicas, y para preparar cloro y yodo. El sulfato de manganeso (MnSO₄), un sólido cristalino rosado, se obtiene por la acción del ácido sulfúrico sobre el dióxido de manganeso y se usa para teñir el algodón. Los permanganatos de sodio y de potasio (NaMnO₄ y KMnO₄) son cristales de color morado oscuro, formados por la oxidación de sales ácidas de manganeso, que se usan como oxidantes y desinfectantes.

Estado nativo. No se encuentra en estado libre excepto en los meteoritos. Ocupa el 12º puesto en abundancia en la naturaleza, en la que se presenta como óxido, carbonato y silicato en minerales como la manganita, rodocrosita y pirolusita. Sus yacimientos principales se encuentran en India, Brasil, República Sudafricana, Georgia y Ucrania.

Hierro.

Características e importancia. El hierro puro es un metal gris plateado, buen conductor de la electricidad, blando, dúctil y maleable a temperatura ordinaria, que se vuelve plástico por encima de los 790ºC.

El hierro se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria; es difícil de magnetizar en caliente y sobre los 790ºC la propiedad magnética desaparece.

El metal existe en tres formas diferentes: ordinario, o a-hierro (hierro alfa) de estructura cúbica centrada en el cuerpo, g-hierro (hierro-gamma) de estructura cúbica centrada en las caras y d-hierro (hierro-delta) de estructura similar a la forma alfa y de propiedades también parecidas.

La transición desde a-hierro a g-hierro se produce alrededor de los 910ºC, y la transición desde g-hierro a d-hierro se produce alrededor de los 1.400ºC. Las propiedades físicas diferentes de todas las formas alotrópicas y su diferente comportamiento para adicionar el carbono juegan un importante papel en la formación, el endurecimiento y templando de acero.

Químicamente, el hierro es un metal activo. Se combina con los halógenos, azufre, fósforo, carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno de la mayoría de los ácidos diluidos. Arde en el oxígeno para formar óxido ferrosoférrico, Fe₃ O₄. Expuesto al aire húmedo, se corroe lentamente, formando un óxido férrico hidratado de color marrón rojizo y textura porosa, usualmente conocido como orín. La formación de orín es un fenómeno electroquímico en el que las impurezas presentes en el hierro formada un par eléctrico con el hierro metal. El agua procedente de la atmósfera proporciona una solución electrolítica y se establece una pequeña corriente. En este proceso el hierro metal se descompone y reacciona con el oxígeno del aire para formar orín. La reacción es más rápida en los lugares donde se acumula el orín y también se favorece por la presencia de agua y electrolitos como la sal.

Impacto ambiental. Los principales minerales de hierro son las hematites. Otros minerales importantes son la goetita, la magnetita, la siderita y el hierro del pantano (limonita). La pirita, que es un sulfuro de hierro, no se procesa como mineral de hierro porque el azufre es muy difícil de eliminar. Para más detalles sobre el procesado de los minerales de hierro. También existen pequeñas cantidades de hierro combinadas con aguas naturales y en las plantas; además, es un componente de la sangre.

Impacto económico. El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro (II), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación.

La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre.

Estado nativo. El hierro metálico se presenta en estado libre únicamente en unas pocas localidades, en las zonas occidentales de Groenlandia. Se encuentra en los meteoritos, generalmente aleado con el níquel. En compuestos químicos el metal se distribue ampliamente y ocupa el 4º lugar en abundancia entre todos los elementos en la corteza terrestre; próximo al aluminio, es de los metales más abundantes.

Otros minerales importantes son magnetita, siderita y limonita. La pirita, sulfuro de hierro, no se procesa como mineral de hierro porque es demasiado difícil quitar el azufre.

Cobalto.

Características e importancia. Es un sólido blanco azulado, maleable, poco dúctil a temperaturas normales pero dúctil a temperaturas altas.

Es un metal ferromagnético, pero deja de serlo en el punto de Curie (1150ºC). Es bastante inerte, pero puede ser atacado por ácidos fuertes como el sulfúrico, el nítrico y el clorhídrico. En caliente se oxida en el aire y se combina directamente con el cloro y con el azufre.

 Impacto ambiental. De los distintos isótopos de cobalto conocidos, el cobalto 60 radiactivo es el más importante. Tiene una vida media de 5,7 años y produce una intensa radiación gamma.

Impacto económico. Se usa principalmente en aleaciones. Una aleación con el acero conocida como acero de cobalto se usa para hacer imanes permanentes. Con el carburo de wolfranio, el cobalto forma un material duro (Carboloy) usado para cortar y elaborar acero. Aleaciones térmicamente muy resistentes, llamadas superaleaciones, que contienen cobalto se usan en la industria de motores y para las turbinas de los aviones y válvulas de motor.

El Co-60, con una vida media de 5,27 años, produce una intensa radiación gamma y se usa en la industria y en terapia con radioisótopos. El cobalto se usa también como secador en cerámicas y pinturas y como catalizador

Estado nativo. El cobalto ocupa el 30º lugar en abundancia en la corteza terrestre. Normalmente se presenta asociado al níquel en minerales como esmaltina (CoAs₂), cobaltina (CoAsS) y eritrita o flor de cobalto (Co(AsO₄)₂ · 8H₂O). Sus yacimientos principales están en Zaire, Zambia, Canadá, Congo y Australia.