Obra: Introdução à Química/Ferro
Matéria: Química
ferro do latim ferrum um elemento químico símbolo fe de número atômico prótons elétrons massa atômica temperatura ambiente ferro encontra se no estado sólido extraído da natureza sob forma de minério de ferro que depois de passado para estágio de ferro gusa através de processos de transformação usado na forma de lingotes adicionando se carbono dá se origem várias formas de aço este metal de transição encontrado no grupo da tabela periódica quarto elemento mais abundante da crosta terrestre aproximadamente entre os metais somente alumínio mais abundante um dos elementos mais abundantes do universo núcleo da terra formado principalmente por ferro níquel nife sua rotação gera campo magnético terrestre ferro tem sido historicamente importante um período da história recebeu nome de idade do ferro ferro atualmente utilizado extensivamente para produção de aço liga metálica fundamental na produção de ferramentas máquinas veículos de transporte automóveis navios etc como elemento estrutural de pontes edifícios etc infinidade de outras aplicações características principais um metal maleável tenaz de coloração cinza prateado apresentando propriedades magnéticas ferromagnético temperatura ambiente encontrado na natureza fazendo parte da composição de diversos minerais entre eles muitos óxidos raramente encontrado livre para obter se ferro no estado elementar os óxidos são reduzidos com carbono imediatamente são submetidos um processo de refinação para retirar as impurezas empregado na produção de aço que uma liga metálica de ferro com outros elementos tanto metálicos quanto não metálicos que conferem propriedades distintas ao material apresenta diferentes formas estruturais dependendo da temperatura ferro que se encontra na temperatura ambiente até os estrutura cristalina uma rede cúbica centrada no corpo ferromagnético ferro tem mesmo sistema cristalino que porém passa ser paramagnético ferro apresenta uma rede cúbica centrada nas faces ferro volta apresentar uma rede cúbica centrada no corpo abundância obtenção metal de transição mais abundante da crosta terrestre quarto de todos os elementos também abunda no universo havendo se encontrados meteoritos que contêm este elemento ferro encontrado em numerosos minerais destacando se hematita fe magnetita fe limonita feo oh siderita feco pirita fes ilmenita fetio pode se obter ferro partir dos óxidos com maior ou menor teor de impurezas muitos dos minerais de ferro são óxidos redução dos óxidos para obtenção do ferro efetuada em alto forno nele são adicionados os minerais de ferro em presença de coque carbonato de cálcio caco que atua como escorificante no alto forno ocorrem as seguintes reações formação de gases óxidos de carbono coque reage com oxigênio produzindo gás carbônico dióxido de carbono co dióxido de carbono reduz se formando monóxido de carbono co co num processo contrário monóxido pode oxidar se com oxigênio reproduzindo gás carbônico co co processo de oxidação do coque com oxigênio libera energia
oxigênio reproduzindo gás carbônico co co processo de oxidação do coque com oxigênio libera energia na parte inferior do alto forno temperatura pode alcançar redução dos minerais que são óxidos inicialmente os óxidos de ferro são reduzidos na parte superior do alto forno parcial ou totalmente com monóxido de carbono já produzindo ferro metálico exemplo redução da magnetita fe co feo co feo co fe co posteriormente na parte inferior do alto forno onde temperatura mais elevada ocorre maior parte da redução dos óxidos com coque carbono fe feo co carbonato de calcio se decompõe caco cao co dióxido de carbono reduzido com coque monóxido de carbono como visto acima na parte mais inferior do alto forno ocorre carburação fe co fe co processos de enriquecimento finalmente ocorre combustão desulfuração eliminação do enxofre devido injeção de ar no alto forno por último são separadas as frações escória do ferro fundido que matéria prima empregada na indústria ferro obtido pode conter muitas impurezas não desejáveis sendo necessário submetê lo um processo de refinação em os cinco maiores países produtores de ferro eram china brasil austrália rússia índia com da produção mundial compostos os estados de oxidação mais comuns são os óxidos de ferro mais conhecidos são óxido de ferro ii feo óxido de ferro iii fe óxido misto fe forma numerosos sais complexos com estes mesmos estados de oxidação ii de ferro iii usado em pinturas conhecido como azul da prússia ou azul de turnbull são conhecidos compostos de ferro com estados de oxidação porém são pouco comuns no ferrato de potássio feo usado como oxidante ferro apresenta estado de oxidação estado de oxidação encontrados em poucos compostos também em alguns processos enzimáticos fe conhecido como cementita contém em carbono ferro conhecido como ferrita mistura de ferrita cementita denominada perlita ou ledeburita dependendo do teor de carbono austenita ferro papel biológico ferro encontrado em praticamente todos os seres vivos cumpre numerosas variadas funções existem diferentes proteínas que contêm grupo hemo que consiste na ligação da porfirina com um átomo de ferro alguns exemplos hemoglobina mioglobina primeira transporta oxigênio segunda armazena os citocromos reduzem oxigênio em água os citocromos catalisam oxidação de compostos hidrofóbicos como fármacos ou drogas para que possam ser excretados participam na síntese de diversas moléculas as peroxidases catalases catalisam oxidação de peróxidos que são tóxicos as proteínas de ferro enxofre fe participam em processos de transferência de elétrons também possível encontrar proteínas onde os átomos de ferro se enlaçam entre si através de pontes de oxigênio são denominadas proteínas fe fe alguns exemplos as bactérias metanotróficas que usam metano ch como fonte de energia de carbono usam proteínas deste tipo chamadas monooxigenases para catalisar oxidação do metano hemeritrina transporta oxigênio em alguns organismos marinhos algumas ribonucleótideo redutases contêm
meritrina transporta oxigênio em alguns organismos marinhos algumas ribonucleótideo redutases contêm ferro catalisam formação de os animais para transportar ferro dentro do corpo empregam proteínas chamadas transferrinas para armazená lo empregam ferritina hemosiderina tanto excesso como deficiência de ferro podem causar problemas no organismo envenenamento por ferro chamado de hemocromatose nas transfusões de sangue são usados ligantes que formam com ferro complexos de alta estabilidade evitando que ocorra uma queda demasiada de ferro livre estes ligantes são conhecidos como sideróforos muitos organismos empregam estes sideróforos para captar ferro que necessitam também podem ser empregados como antibióticos pois não permitem ferro livre disponível