Ferro

Este artigo é sobre o ferro, o metal. Para a ferramenta chamada ferro, veja ferro de passar.

O ferro é um elemento químico e um metal. É o segundo metal mais comum na Terra, e o metal mais utilizado. Ele compõe grande parte do núcleo da Terra e é o quarto elemento mais comum na crosta terrestre.

O metal é muito usado porque é forte e barato. O ferro é o principal ingrediente usado para fazer aço. O ferro bruto é magnético (atraído por ímãs), e sua magnetita composta é permanentemente magnética.

Em algumas regiões o ferro tem sido utilizado por volta de 1200 a.C. Esse evento é considerado a transição da idade do bronze para a idade do ferro.

Um pedaço de ferro
Um pedaço de ferro

Imóveis

Propriedades físicas

O ferro é um metal cinza, prateado. É magnético, embora diferentes alotrópodes de ferro tenham diferentes qualidades magnéticas. O ferro é facilmente encontrado, extraído e fundido, e é por isso que é tão útil. O ferro puro é macio e muito maleável.

Propriedades químicas

O ferro é reativo. Ele reage com a maioria dos ácidos como o ácido sulfúrico. Ele produz sulfato ferroso quando reage com o ácido sulfúrico. Esta reação com ácido sulfúrico é usada para limpar o metal.

O ferro reage com ar e água para fazer ferrugem. Quando a ferrugem se desfaz, mais ferro é exposto, permitindo que mais ferro enferruje. Eventualmente, todo o pedaço de ferro é enferrujado. Outros metais, como o alumínio, não enferrujam. O ferro pode ser ligado com cromo para fazer aço inoxidável, que não enferruja na maioria das condições.

O pó de ferro pode reagir com enxofre para fazer sulfato de ferro(II), um sólido preto duro. O ferro também reage com os halogênios para fazer halogênios de ferro(III), como o cloreto de ferro(III). O ferro reage com os ácidos hidroálicos para fazer halogenetos de ferro(II), como o cloreto de ferro(II).

Compostos químicos

O ferro faz compostos químicos com outros elementos. Normalmente, o outro elemento oxida o ferro. Às vezes são tomados dois elétrons e às vezes três. Os compostos onde o ferro tem dois elétrons são chamados de compostos ferrosos. Os compostos em que o ferro tem três elétrons são chamados de compostos férricos. Os compostos ferrosos têm ferro em seu estado de oxidação +2. Os compostos férricos têm ferro em seu estado de +3 de oxidação. Os compostos férricos podem ser pretos, marrons, amarelos, verdes ou roxos.

Os compostos ferrosos são agentes redutores fracos. Muitos deles são verdes ou azuis. O composto ferroso mais comum é o sulfato ferroso.

Os compostos férricos são agentes oxidantes. Muitos deles são marrons. O composto férrico mais comum é o óxido férrico, a mesma coisa que a ferrugem. Uma das razões pelas quais o ferro enferruja é porque o óxido férrico é um agente oxidante. Ele oxida o ferro, enferrujando-o mesmo sob tinta. É por isso que se houver um pequeno arranhão na tinta, tudo isso pode enferrujar.

Compostos de ferro(II)

Compostos em estado de oxidação +2 são agentes redutores fracos. Eles são normalmente de cor clara. Eles reagem com oxigênio no ar. Também são conhecidos como compostos ferrosos.

  • Sulfeto de ferro(II), um químico brilhante que reage com ácidos para liberar sulfeto de hidrogênio, encontrado no solo
  • Sulfato de ferro(II), um produto químico cristalino de cor azul-esverdeada feito por reação de ácido sulfúrico com aço, utilizado para reduzir venenos como o cromato no concreto
  • Cloreto de ferro(II), um produto químico cristalino de cor verde pálida feito por reação de ácido clorídrico com aço
  • O hidróxido de ferro(II), um pó verde escuro feito por eletrolíticos de água com um ânodo de ferro, reage com oxigênio e fica marrom
  • Óxido de ferro(II), negro, inflamável, raro

Estado de oxidação misto

Estes compostos são raros; apenas um é comum. Eles são encontrados no solo.

  • O óxido de ferro (II,III), um mineral negro, utilizado como minério de ferro, contém ferro no estado de oxidação +2 e +3.

Compostos de ferro(III)

Compostos em estado de oxidação +3 são normalmente marrons. Eles são agentes oxidantes. São corrosivos. Também são conhecidos como compostos férricos.

  • Óxido de ferro(III), ferrugem, castanho-avermelhado, dissolve-se em ácido
  • O cloreto deferro(III), venenoso e corrosivo, dissolve-se na água para fazer uma solução ácida marrom-escura. Feito por reação do ferro com ácido clorídrico e um agente oxidante
  • Ferro(III) nitrato, roxo claro, corrosivo, usado em gravura
  • Sulfato de ferro(III), raro, marrom claro, dissolve-se na água. Feito por reação do ferro com ácido sulfúrico e um agenteoxidante.
Óxido de ferro(II)
Óxido de ferro(II)

Sulfato de ferro(II)
Sulfato de ferro(II)

Cloreto de ferro(III)
Cloreto de ferro(III)

Onde o ferro é encontrado

Há muito ferro no universo porque é o ponto final das reações nucleares em grandes estrelas. É o último elemento a ser produzido antes do violento colapso de uma supernova espalha o ferro no espaço.

O metal é o principal ingrediente no núcleo da Terra. Perto da superfície ele é encontrado como um composto ferroso ou férrico. Alguns meteoritos contêm ferro sob a forma de minerais raros. Normalmente o ferro é encontrado como minério hematita no solo, muito do qual foi feito no Grande Evento de Oxigenação. O ferro pode ser extraído do minério em um alto-forno. Algum ferro é encontrado como magnetita.

Existem compostos de ferro na carne. O ferro é uma parte essencial da hemoglobina nos glóbulos vermelhos do sangue.

Fazendo ferro

O ferro é fabricado em grandes fábricas chamadas ferragens, reduzindo a hematita com carbono (coque). Isto acontece em grandes recipientes chamados altos-fornos. O alto-forno é preenchido com minério de ferro, coque e calcário. Um jato de ar muito quente é insuflado, onde provoca a queima do coque. O calor extremo faz com que o carbono reaja com o minério de ferro, retirando o oxigênio dos óxidos de ferro, e produzindo dióxido de carbono. O dióxido de carbono é um gás e deixa a mistura. Há um pouco de areia dentro com o ferro. O calcário, que é feito de carbonato de cálcio, se transforma em óxido de cálcio e dióxido de carbono quando o calcário está muito quente. O óxido de cálcio reage com a areia para fazer um líquido chamado escória. A escória é drenada, deixando apenas o ferro. A reação deixará ferro líquido puro no alto-forno, onde pode ser moldado e endurecido após o resfriamento. Quase todas as ferragens fazem hoje parte de siderúrgicas, e quase todo o ferro é transformado em aço.

Há muitas maneiras de trabalhar o ferro de passar. O ferro pode ser endurecido aquecendo um pedaço de metal e espirrando-o em água fria. Ele pode ser amolecido aquecendo-o e permitindo que ele esfrie lentamente. Também pode ser estampado por uma prensa pesada. Pode ser puxado para dentro de fios. Pode ser enrolado para fazer chapas de metal.

Nos Estados Unidos, grande parte do ferro foi retirada do solo em Minnesota e depois enviada por navio para Indiana e Michigan, onde foi transformada em aço.

Alto-forno
Alto-forno

Utilizações

Como um metal

O ferro é utilizado mais do que qualquer outro metal. Ele é forte e barato. É usado para fazer prédios, pontes, pregos, parafusos, tubos, vigas e torres.

O ferro não é muito reativo, portanto é fácil e barato de extrair minérios. Ele é muito forte uma vez transformado em aço, e é usado para reforçar o concreto.

Existem diferentes tipos de ferro. O ferro fundido é feito da maneira descrita acima no artigo. Ele é duro e quebradiço. Ele é usado para fazer coisas como tampas de drenagem de tempestades, tampas de bueiros e blocos de motor (a parte principal de um motor).

O aço é a forma mais comum de ferro. Os aços vêm em várias formas. O aço macio é o aço com uma baixa porcentagem de carbono. É macio e facilmente dobrável, mas não racha facilmente. É usado para pregos e arames. O açocarbono é mais duro, mas mais quebradiço. É usado em ferramentas.

Existem outros tipos de aço. O aço inoxidável devido ao teor de cromo é resistente à ferrugem, e as ligas de níquel-ferro podem permanecer fortes a altas temperaturas. Outros aços podem ser muito duros, dependendo das ligas adicionadas.

O ferro forjado é facilmente moldado e utilizado para fazer cercas e correntes.

O ferro muito puro é macio e pode oxidar (oxidar) facilmente. Também é bastante reativo.

Como compostos

Os compostos de ferro são utilizados para várias coisas. O cloreto de ferro(II) é usado para tornar a água limpa. O cloreto de ferro(III) também é utilizado. O sulfato de ferro(II) é usado para reduzir os cromatos no cimento. Alguns compostos de ferro são usados em vitaminas.

Uma ponte feita de ferro
Uma ponte feita de ferro

Nutrição

A deficiência de ferro é a deficiência nutricional mais comum no mundo.

Nossos corpos precisam de ferro para ajudar o oxigênio a chegar a nossos músculos, porque ele está no coração de algumas macromoléculas essenciais em nossos corpos, como a hemoglobina, que fazem com que ele funcione melhor. Muitos cereais têm algum ferro adicionado (o elemento ferro metálico). Ele é adicionado aos cereais sob a forma de pequenos limalhas de metal. É até possível ver as lascas às vezes pegando um ímã extremamente forte e colocando-o dentro da caixa. O ímã atrairá estes pedaços de ferro. Comer estas pequenas limalhas de metal não é prejudicial ao nosso corpo.

O ferro está mais disponível para o corpo quando adicionado aos aminoácidos - o ferro nesta forma é dez a quinze vezes mais digerível do que é como um elemento. O ferro também é encontrado na carne, por exemplo, no bife. O ferro fornecido por suplementos alimentares é na forma de um produto químico, como o sulfato de ferro(II), que é barato e é bem absorvido. O corpo não absorverá mais ferro do que necessita, e geralmente necessita muito pouco. O ferro nos glóbulos vermelhos é reciclado por um sistema que decompõe as células velhas. A perda de sangue por lesão ou infecção parasitária pode ser mais grave.

Toxicidade

O ferro é tóxico quando grandes quantidades são levadas para dentro do corpo. Quando muitos comprimidos de ferro são tomados, as pessoas (especialmente crianças) ficam doentes. Além disso, há uma desordem genética que prejudica a regulação dos níveis de ferro no corpo.

Há produtos químicos que se ligam com o ferro que os médicos podem prescrever.

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