Ferro

Ferro (Fe) , Elemento químico , metal do Grupo 8 (VIIIb) do tabela periódica , o metal mais usado e mais barato.

ferro

ferro Propriedades do ferro. Encyclopædia Britannica, Inc.



Propriedades do Elemento
número atômico26
peso atômico55.847
ponto de fusão1.538 ° C (2.800 ° F)
ponto de ebulição3.000 ° C (5.432 ° F)
Gravidade Específica7,86 (20 ° C)
estados de oxidação+2, +3, +4, +6
configuração de elétrons[Ar] 3 d 64 s dois

Ocorrência, usos e propriedades

O ferro representa 5 por cento de terra Crosta e é o segundo em abundância depois de alumínio entre os metais e o quarto em abundância atrás oxigênio , silício , e alumínio entre os elementos. Ferro, que é o chefe constituir do núcleo da Terra, é o elemento mais abundante na Terra como um todo (cerca de 35 por cento) e é relativamente abundante no sol e outras estrelas. Na crosta, o metal livre é raro, ocorrendo como ferro terrestre (ligado com 2–3 por cento níquel ) em rochas basálticas na Groenlândia e carbonoso sedimentos nos Estados Unidos (Missouri) e como um ferro meteórico com baixo teor de níquel (5–7 por cento de níquel), kamacita. O níquel-ferro, uma liga nativa, ocorre em depósitos terrestres (21–64 por cento de ferro, 77–34 por cento de níquel) e em meteoritos como taenita (62–75 por cento de ferro, 37–24 por cento de níquel). (Para propriedades mineralógicas de ferro nativo e níquel-ferro, Vejo elementos nativos [tabela].) Os meteoritos são classificados como ferro, ferro-pedra ou pedregoso de acordo com a proporção relativa de seu conteúdo de ferro e mineral de silicato. O ferro também é encontrado combinado com outros elementos em centenas de minerais; de maior importância como minério de ferro são hematita (óxido férrico, FedoisOU3), magnetita (tetróxido triiron, Fe3OU4), limonita (hidróxido de óxido férrico hidratado, FeO (OH) ∙ n H doisO), e siderita (carbonato ferroso, FeCO3) As rochas ígneas têm em média cerca de 5% de conteúdo de ferro. O metal é extraído por fundição com carbono (coque) e calcário. (Para obter informações específicas sobre a mineração e produção de ferro, Vejo processamento de ferro.)



Minério de ferro
país produção da mina 2006 (toneladas métricas) * % da produção mundial da mina reservas demonstradas em 2006 (toneladas métricas) *, ** % das reservas mundiais demonstradas
*Estimado.
** Conteúdo de ferro.
*** O detalhe não é adicionado ao total dado devido ao arredondamento.
Fonte: Departamento do Interior dos EUA, Mineral Commodity Summaries 2007.
China 520.000.000 30,8 15.000.000.000 8,3
Brasil 300.000.000 17,8 41.000.000.000 22,8
Austrália 270.000.000 16,0 25.000.000.000 13,9
Índia 150.000.000 8,9 6.200.000.000 3,4
Rússia 105.000.000 6,2 31.000.000.000 17,2
Ucrânia 73.000.000 4,3 20.000.000.000 11,1
Estados Unidos 54.000.000 3,2 4.600.000.000 2,6
África do Sul 40.000.000 2,4 1.500.000.000 0,8
Canadá 33.000.000 2.0 2.500.000.000 1,4
Suécia 24.000.000 1,4 5.000.000.000 2,8
Irã 20.000.000 1,2 1.500.000.000 0,8
Venezuela 20.000.000 1,2 3.600.000.000 2.0
Cazaquistão 15.000.000 0.9 7.400.000.000 4,1
Mauritânia 11.000.000 0,7 1.000.000.000 0,6
México 13.000.000 0,8 900.000.000 0,5
outros países 43.000.000 2,5 17.000.000.000 9,4
total mundial 1.690.000.000 100 *** 180.000.000.000 100 ***

A quantidade média de ferro no corpo humano é cerca de 4,5 gramas (cerca de 0,004 por cento), dos quais aproximadamente 65 por cento estão na forma de hemoglobina , que transporta oxigênio molecular do pulmões por todo o corpo; 1 por cento nas várias enzimas que controlam a oxidação intracelular; e a maior parte do resto armazenado no corpo ( fígado , baço, medula óssea) para futura conversão em hemoglobina. Carne vermelha, gema de ovo , cenouras, frutas, trigo integral e vegetais verdes contribuem com a maior parte dos 10-20 miligramas de ferro necessários a cada dia pelo adulto médio. Para o tratamento de hipocrômicos anemias (causada por deficiência de ferro), qualquer um de um grande número de ferro orgânico ou inorgânico (geralmente ferroso) compostos são usados.

O ferro, como comumente disponível, quase sempre contém pequenas quantidades de carbono, que são extraídas do coque durante a fundição. Estes modificam suas propriedades, de ferros fundidos duros e quebradiços contendo até 4 por cento de carbono para mais maleável aços de baixo carbono contendo menos de 0,1 por cento de carbono.



Três alótropos verdadeiros de ferro em sua forma pura ocorrem. O ferro delta, caracterizado por uma estrutura cristalina cúbica centrada no corpo, é estável acima de uma temperatura de 1.390 ° C (2.534 ° F). Abaixo dessa temperatura, há uma transição para o ferro gama, que tem uma estrutura cúbica centrada na face (ou cúbica compactada) e é paramagnética (capaz de ser apenas fracamente magnetizado e apenas enquanto o campo de magnetização estiver presente); sua habilidade de formar sólido soluções com carbono são importantes na siderurgia. A 910 ° C (1.670 ° F), há uma transição para o ferro alfa paramagnético, que também tem uma estrutura cúbica centrada no corpo. Abaixo de 773 ° C (1.423 ° F), o ferro alfa torna-se ferromagnético (ou seja, capaz de ser magnetizado permanentemente), indicando uma mudança na estrutura eletronica mas nenhuma mudança na estrutura do cristal. Acima de 773 ° C (seu ponto Curie), ele perde totalmente seu ferromagnetismo. O ferro alfa é um metal macio, dúctil, lustroso, branco-acinzentado de alto resistência à tração .

O ferro puro é bastante reativo. Em um estado muito finamente dividido, o ferro metálico é pirofórico (isto é, ele se inflama espontaneamente). Combina vigorosamente com cloro em aquecimento moderado e também com uma variedade de outros não metais, incluindo todos os halogênios, enxofre , fósforo, boro, carbono e silício (as fases de carboneto e siliceto desempenham papéis importantes na metalurgia técnica do ferro). O ferro metálico se dissolve prontamente em ácidos minerais diluídos. Com ácidos não oxidantes e na ausência de ar, o ferro no estado de oxidação +2 é obtido. Com a presença de ar ou quando ácido nítrico diluído quente é usado, parte do ferro vai para a solução como o Fe3+íon. Meios de oxidação muito forte - por exemplo, ácido nítrico concentrado ou ácidos contendo dicromato - tornam o ferro passivo (ou seja, fazem com que ele perca sua atividade química normal), no entanto, tanto quanto o cromo. A água sem ar e os hidróxidos sem ar diluídos têm pouco efeito no metal, mas ele é atacado pelo hidróxido de sódio concentrado a quente.

O ferro natural é uma mistura de quatro isótopos estáveis: ferro-56 (91,66%), ferro-54 (5,82%), ferro-57 (2,19%) e ferro-58 (0,33%).



Compostos de ferro são receptivo estudar tirando proveito de um fenômeno conhecido como efeito Mössbauer (o fenômeno de um raio gama sendo absorvido e re-irradiado por um núcleo sem recuo). Embora o efeito Mössbauer tenha sido observado para cerca de um terço dos elementos, é particularmente para o ferro (e em menor extensão o estanho) que o efeito tem sido uma importante ferramenta de pesquisa para o químico. No caso do ferro, o efeito depende do fato de que o núcleo do ferro-57 pode ser excitado a um alto estado de energia pela absorção de radiação gama de frequência bem definida que é influenciada pelo estado de oxidação, configuração eletrônica e química meio Ambiente do átomo de ferro e, portanto, pode ser usado como uma prova de seu comportamento químico. O marcado efeito Mössbauer do ferro-57 foi usado no estudo do magnetismo e dos derivados da hemoglobina e para fazer um relógio nuclear muito preciso.

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