Este artículo contiene una comparación de las propiedades térmicas y atómicas clave del carbono y el hierro, dos elementos químicos comparables de la tabla periódica. También contiene descripciones básicas y aplicaciones de ambos elementos. Carbono vs Hierro.
Carbono y Hierro: acerca de los elementos
Fuente: www.luciteria.com
Carbono y Hierro: aplicaciones
Carbono
El principal uso económico del carbono, además de los alimentos y la madera, es en forma de hidrocarburos, sobre todo el gas metano de combustibles fósiles y el petróleo crudo (petróleo). El grafito y los diamantes son dos importantes alótropos del carbono que tienen amplias aplicaciones. Los usos del carbono y sus compuestos son extremadamente variados. Puede formar aleaciones con hierro, de las cuales la más común es el acero al carbono. El carbono es un elemento no metálico, que es un elemento de aleación importante en todos los materiales a base de metales ferrosos. El carbono siempre está presente en las aleaciones metálicas, es decir, en todos los grados de acero inoxidable y aleaciones resistentes al calor. El carbono es un austenitizador muy fuerte y aumenta la resistencia del acero. De hecho, es el principal elemento endurecedor y es esencial para la formación de cementita, Fe3C, perlita, esferidita y martensita de hierro-carbono. Agregar una pequeña cantidad de carbono no metálico al hierro cambia su gran ductilidad por una mayor resistencia. El grafito se combina con arcillas para formar la «mina» que se utiliza en los lápices que se utilizan para escribir y dibujar. También se utiliza como lubricante y pigmento, como material de moldeo en la fabricación de vidrio, en electrodos para baterías secas y en galvanoplastia y electroformado, en escobillas para motores eléctricos y como moderador de neutrones en reactores nucleares. El carbón vegetal se ha utilizado desde los primeros tiempos para una amplia gama de fines, incluidos el arte y la medicina, pero su uso más importante ha sido, con mucho, como combustible metalúrgico. Las fibras de carbono se utilizan donde el peso, la rigidez y la conductividad elevados son bajos o donde se desea el aspecto del tejido de fibra de carbono. El grafito se combina con arcillas para formar la «mina» que se utiliza en los lápices que se utilizan para escribir y dibujar. También se utiliza como lubricante y pigmento, como material de moldeo en la fabricación de vidrio, en electrodos para baterías secas y en galvanoplastia y electroformado, en escobillas para motores eléctricos y como moderador de neutrones en reactores nucleares. El carbón vegetal se ha utilizado desde los primeros tiempos para una amplia gama de fines, incluidos el arte y la medicina, pero su uso más importante ha sido, con mucho, como combustible metalúrgico. Las fibras de carbono se utilizan donde el peso, la rigidez y la conductividad elevados son bajos o donde se desea el aspecto del tejido de fibra de carbono. El grafito se combina con arcillas para formar la «mina» que se utiliza en los lápices que se utilizan para escribir y dibujar. También se utiliza como lubricante y pigmento, como material de moldeo en la fabricación de vidrio, en electrodos para baterías secas y en galvanoplastia y electroformado, en escobillas para motores eléctricos y como moderador de neutrones en reactores nucleares. El carbón vegetal se ha utilizado desde los primeros tiempos para una amplia gama de fines, incluidos el arte y la medicina, pero su uso más importante ha sido, con mucho, como combustible metalúrgico. Las fibras de carbono se utilizan donde el peso, la rigidez y la conductividad elevados son bajos o donde se desea el aspecto del tejido de fibra de carbono. en escobillas para motores eléctricos y como moderador de neutrones en reactores nucleares. El carbón vegetal se ha utilizado desde los primeros tiempos para una amplia gama de fines, incluidos el arte y la medicina, pero su uso más importante ha sido, con mucho, como combustible metalúrgico. Las fibras de carbono se utilizan donde el peso, la rigidez y la conductividad elevados son bajos o donde se desea el aspecto del tejido de fibra de carbono. en escobillas para motores eléctricos y como moderador de neutrones en reactores nucleares. El carbón vegetal se ha utilizado desde los primeros tiempos para una amplia gama de fines, incluidos el arte y la medicina, pero su uso más importante ha sido, con mucho, como combustible metalúrgico. Las fibras de carbono se utilizan donde el peso, la rigidez y la conductividad elevados son bajos o donde se desea el aspecto del tejido de fibra de carbono.
Hierro
El hierro se utiliza en numerosos sectores como la electrónica, la fabricación, la automoción y la construcción y edificación. El hierro es el más utilizado de todos los metales y representa más del 90% de la producción mundial de metales. Su bajo costo y alta resistencia a menudo lo convierten en el material de elección para resistir tensiones o transmitir fuerzas, como la construcción de maquinaria y máquinas herramientas, rieles, automóviles, cascos de barcos, barras de refuerzo de hormigón y la estructura de transporte de carga de edificios. . Dado que el hierro puro es bastante blando, lo más común es que se combine con elementos de aleación para fabricar acero. Los aceros son aleaciones de hierro-carbono que pueden contener concentraciones apreciables de otros elementos de aleación. Agregar una pequeña cantidad de carbono no metálico al hierro cambia su gran ductilidad por una mayor resistencia. Debido a su muy alta resistencia, pero aún con una dureza sustancial y su capacidad de ser alterada en gran medida por el tratamiento térmico, el acero es una de las aleaciones ferrosas más útiles y comunes en el uso moderno. Existen miles de aleaciones que tienen diferentes composiciones y / o tratamientos térmicos. Las propiedades mecánicas son sensibles al contenido de carbono, que normalmente es inferior al 1,0% en peso.
Carbono y Hierro: comparación en la tabla
| Elemento | Carbono | Hierro |
| Densidad | 2,26 g / cm3 | 7.874 g / cm3 |
| Resistencia a la tracción | 15 MPa (grafito); 3500 MPa (fibra de carbono) | 540 MPa |
| Límite de elastacidad | N / A | 50 MPa |
| Módulo de Young | 4,1 GPa (grafito); 228 GPa (fibra de carbono) | 211 GPa |
| Escala de Mohs | 0,8 (grafito) | 4,5 |
| Dureza Brinell | N / A | 490 MPa |
| Dureza Vickers | N / A | 608 MPa |
| Punto de fusion | 4099 ° C | 1538 ° C |
| Punto de ebullición | 4527 ° C | 2861 ° C |
| Conductividad térmica | 129 W / mK | 80,2 W / mK |
| Coeficiente de expansión térmica | 0,8 µm / mK | 11,8 µm / mK |
| Calor especifico | 0,71 J / g K | 0,44 J / g K |
| Calor de fusión | N / A | 13,8 kJ / mol |
| Calor de vaporización | 355,8 kJ / mol | 349,6 kJ / mol |