Ferro

ferro é um metal, com coloração branca prateada em estado quimicamente puro, porém apresenta uma coloração acinzentada, em virtude da presença de sulfeto, silício, e carbureto de ferro, apresenta propriedades magnéticas acentuadas.  Está localizado na tabela periódica no grupo 8B, e possui:

  • número atômico: 26

  • massa atômica: 55,85 g mol-1

  • ponto de fusão: 1535°C

  • ponto de ebulição: 3000°C

  • configuração eletrônica: 1s², 2s², 2p6, 3s², 3p6, 4s², 3d6

  • número de oxidação: Fe+2 (ferroso ou ferroII) e Fe+3 (férrico ou ferro III)

FerroMinério de Ferro

Na natureza o ferro não está em estado livre ou elementar, porém, é comumente encontrado na forma de pirita FeS, hematita Fe2O3 e Fe3O4, que é transportada para um forno aquecido a uma temperatura de 2000°C, sendo obtido da redução destes compostos. Apresenta 3 formas alotrópicasalfa ,  gama e delta, sendo a mais estável em temperaturas normais, o ferro alfa.

O ferro é conhecido e utilizado pelo homem desde a antiguidade, a sua utilização é vasta em função de ser um metal barato e resistente, apesar daoxidação pelo oxigênio do ar, forma ligas metálicasimportantes na indústria tais como o aço-carbono que é uma mistura de ferro e carbono, misturado com níquel e cromo, origina o aço-inoxidável, está presente em inúmeras estruturas metálicas nas construções que nos cercam.

O ferro apresenta em seu estado de oxidação +2, é facilmente oxidado a ferro +3, em virtude deste comportamento é um agente redutor forte, forma complexos quelatos ou por associação de íons, e são facilmente identificados por formar soluções coloridas. A reação pela qual identificamos o ferro mais facilmente é com tiocianato de amônio, devido a coloração vermelho intenso (cor de sangue), reage facilmente com ácidos diluídos ou concentrados, e com bases formando precipitados insolúveis.

Algumas reações mais comuns do ferro:

Meio ácido:

Esta reação é extremamente exotérmica, e libera hidrogênio inflamável.

Meio alcalino:

Formação de um precipitado branco que oxidado a Fe(OH)3(s),  a coloração muda para marrom avermelhado.

Reação com tiocianato de amônio (NH4SCN):

Para que esta reação ocorra é necessário que o meio esteja ligeiramente acidificado. Após a reação a coloração da solução é vermelho intenso.

 Minério de Ferro

O Ferro nos organismos vivos

A importância biológica do ferro está associada ao transporte de oxigênio para as células. Está presente nas hemácias (responsáveis pela coloração vermelha do sangue) formada pelas moléculas de hemoglobina que contém o ferro e é responsável pela oxigenação dos organismos vivos, as alterações na presença do ferro ou a deficiência causa a anemia ou anemia falciforme que é hereditária.

Ferro é um elemento químico  do grupo 8 (metais de transição) que pertence ao quarto período da tabela periódica.

O ferro é o metal mais utilizado dentre todos os metais e a fabricação do aço é de extrema importância em todo o mundo. Para as plantas e os animais, o ferro é o elemento mais importante dentre os metais de transição. Sua importância biológica reside na variedade de funções que seus compostos desempenham, por exemplo, no transporte de elétrons em plantas e animais, no transporte de oxigênio no sangue em mamíferos, no armazenamento e absorção de ferro e como componente na nitrogenase. O ferro forma diversos complexos de estrutura pouco comuns, como o ferroceno.

O ferro é o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre, sendo sua quantidade menor apenas que do O, do Si e do Al. Além disso, o níquel e o ferro constituem a maior parte do núcleo da terra.

A obtenção do ferro exerceu um papel considerável no desenvolvimento da civilização moderna. A Idade do Ferro começou quando o homem aprendeu a utilizar o carvão formado na combustão da madeira para extrair ferro de seus minérios, e a usar o metal para fabricar ferramentas e implementos. A Revolução Industrial começou em 1773, em Coalbrookdale em Shropshire, Inglaterra, quando Abraham Derby desenvolveu um processo de obtenção de ferro que utilizava coque no lugar do carvão vegetal pela combustão incompleta da madeira.

Além disso, a maior resistência mecânica do coque tornou possível insuflar ar através de uma mistura de coque e minério de ferro num alto forno, possibilitando a obtenção de ferro metálico em grande escala. Esses dois fatores aumentaram a disponibilidade de ferro e reduziram em muito o seu preço. Assim, pela primeira vez tornou-se possível a construção de pontes, navios, caldeiras e trilhos usando ferro. A quantidade em que se produz o ferro e o aço e suas múltiplas aplicações justificam um exame detalhado das condições e reações envolvidas no seu processo de extração.

Estado de Oxidação

Os principais estados de oxidação do Fe são (+II) e (+III). O Fe(+II) é a espécie mais estável, e existe em solução aquosa. O Fe(+III) é ligeiramente oxidante, mas as estabilidades dos íons Fe(+II) e Fe(+III) são mais semelhantes que as estabilidades dos elementos dos grupos anteriores nos mesmos estados de oxidação .

Propriedades Gerais

O ferro puro tem cor prateada, não é muito duro, e é bastante reativo. O metal finamente dividido é pirofórico. O ar seco tem pouco efeito sobre ferro maciço, mas o ar úmido facilmente oxida o metal ao óxido férrico hidratado (ferrugem). Este é constituído por camadas não aderentes que se soltam, expondo mais metal para posterior reação.

comida

O ferro dissolve em ácidos não oxidantes diluídos a frio, formando Fe2+ e liberando hidrogênio. Se o ácido estiver morno e houver presença de ar, uma certa quantidade de íons Fe3+será formada ao lado de íons Fe2+. Agentes oxidantes fortes, tais como HNO3 concentrado ou K2Cr2O7, tornam o metal passivo, por causa da formação de uma camada protetora de óxido. Se essa camada for removida, o metal torna-se novamente vulnerável ao ataque químico. O Fe é levemente anfótero. Não reage na presença de NaOH diluído, mas é atacado por NaOH concentrado.

A Química Bio inorgânica do Ferro

Pequenas quantidades de ferro são essenciais tanto para animais como para vegetais. Contudo, como ocorre com Cu e Se, é tóxico em quantidades maiores. Do ponto de vista biológico, o ferro é o elemento de transição mais importante. O ferro está envolvido em diversos processos diferentes:
1. Transporte de oxigênio no sangue de mamíferos, aves e peixes (hemoglobina).
2. Armazenamento de O2 no tecido muscular (mioglobina).
3. Transporte de elétrons em plantas, animais e bactérias (citocromos), e também em plantas e bactérias (ferredoxinas).
4. Armazenamento e remoção de ferro em animais (ferritina e transferrina).
5. Componente da nitrogenase (enzima das bactérias fixadoras de N2).
6. Presente em diversas outras enzimas: aldeído-oxidase (oxidação de aldeídos), catalase e peroxidase (decomposição de H2O2), e dehidrogenase succínica (oxidação aeróbica de carboidratos.