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

ferro Propriedades do ferro. Encyclopædia Britannica, Inc.
número atômico | 26 |
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peso atômico | 55.847 |
ponto de fusão | 1.538 ° C (2.800 ° F) |
ponto de ebulição | 3.000 ° C (5.432 ° F) |
Gravidade Específica | 7,86 (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.)
país | produção da mina 2006 (toneladas métricas) * | % da produção mundial da mina | reservas demonstradas em 2006 (toneladas métricas) *, ** | % das reservas mundiais demonstradas |
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*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 altoestado de energiapela 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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