Ferro: o que é, propriedades, usos e obtenção do metal - Toda Matéria
O ferro é um metal de transição localizado no grupo 8 da Tabela Periódica, de símbolo Fe, número atômico 26 e massa atômica 55,847 u.
Suas principais características são: metal brilhante, de aparência branca prateada, com propriedades magnéticas e que facilmente enferruja em contato com ambientes úmidos.
Trata-se do metal mais utilizado no mundo e o mais exportado do Brasil. O principal uso do ferro é para produção de aço, utilizado, por exemplo, na construção civil, fabricação de carros e eletrodomésticos.
O ferro é encontrado em minérios principalmente na forma de óxidos e hidróxidos. Portanto, o ferro de uso comercial é feito a partir da extração e purificação desses materiais.
Os países com as maiores jazidas de minérios de ferro são: Austrália, Rússia, Brasil, China e Índia.
Ponto de fusão: 1.538 °C
Ponto de ebulição: 2.861 °C
Densidade: 7,874 g/cm³
Distribuição eletrônica: [Ar]3d64s2
Isótopos naturais: 56Fe (mais estável), 54Fe, 57Fe e 58Fe
A principal utilização do ferro é como matéria-prima para produção do aço, principal liga metálica desse elemento e para onde é destinado 98% do metal extraído da natureza.
O aço é uma liga metálica de ferro, quantidades de carbono que variam de 0,5 a 1,7%, além da adição de pequenas quantidades de outros elementos químicos.
Os diferentes tipos de aço fabricados apresentam propriedades distintas porque a porcentagem de carbono é regulada, há a inclusão de outros elementos e são realizados tratamentos térmicos específicos.
São exemplos de ligas com ferro:
Aço carbono: liga de ferro, carbono, manganês, silício e traços de outros elementos;
Aço inoxidável: liga de ferro, cromo, carbono e traços de outros elementos;
Ferro fundido: liga de ferro, carbono e silício e pode conter traços de outros elementos.
Os primeiros usos do ferro foram para criação de ferramentas para agricultura e armas para caça e guerra. Hoje o ferro está presente em diferentes materiais do dia a dia, como utensílios de cozinha, concreto armado e vigas na construção, meios de transporte, e muito mais.
O ferro é ainda utilizado como catalisador de reações. Um dos processos que mais emprega o catalisador de ferro é a síntese da amônia, uma importante matéria-prima para produção de fertilizantes.
A combinação dos gases hidrogênio e nitrogênio em elevadas condições de temperatura e pressão na síntese de Haber-Bosch para produzir amônia se torna eficiente com a adição do metal para acelerar a reação.
Ocorrência do Ferro
O Ferro (Fe) é o quarto elemento mais abundante na natureza, atrás apenas de oxigênio, sílicio e alumínio. Ele compõe 5% da crosta terrestre e dificilmente é encontrado livre na natureza.
Os minérios do metal mais explorados e de maior importância econômica são:
Taconita (Fe3O3)
Goetita (Fe2O3.H2O)
Limonita (2Fe2O3.3H2O)
Embora estime-se que existam mais de 300 minérios com este elemento na composição, os que apresentam ferro suficiente para processamento estão na forma de óxidos (Ox). Outros minérios de ferro são formados por sulfatos, silicatos e carbonatos.
O Brasil é o segundo maior produtor do mundo de ferro do mundo, após a Austrália, e o minério deste metal é o mais exportado do Brasil, com cerca de 68% da exportação do país.
As regiões de maior exploração do minério no território brasileiro estão localizadas em:
Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais)
Província Mineral de Carajás (Pará)
Região de Corumbá (Mato Grosso do Sul)
Enquanto na camada mais externa da Terra o ferro é o segundo metal mais abundante, no núcleo do planeta este elemento apresenta a maior porcentagem em sua composição, já que a estrutura é formada de uma liga de ferro e níquel.
Portanto, se levarmos em consideração o planeta como um todo, o Ferro representa aproximadamente 30% da composição química da Terra.
O ferro é um elemento químico versátil e importante para processos químicos, físicos e biológicos.
Por ser um metal abundante, de fácil obtenção, maleável e resistente, o ferro é amplamente utilizado para confecção de equipamentos.
O ferro é um metal que também está presente no corpo humano. Um ser humano adulto apresenta cerca de 2 a 4 g de ferro.
Trata-se do principal componente da hemoglobina no sangue, proteína responsável por transportar o oxigênio dos pulmões para as demais partes do corpo. Isto só é possível porque o átomo de ferro se liga facilmente ao oxigênio e assim seu transporte é realizado pelas hemácias.
Como o ferro é importante para a produção de moléculas orgânicas, crescimento e desenvolvimento do indivíduo, é necessário que ele esteja presente na alimentação.
A ingestão recomendada de ferro para adultos varia entre 10 e 15 mg e pode ser feita através de alimentos ricos no mineral, como feijão, carnes vermelhas, mariscos, cacau em pó, sementes de abóbora e espinafre.
A deficiência de ferro no organismo provoca o tipo mais comum de anemia e alguns dos principais sintomas são palidez, fadiga, taquicardia, dor de cabeça, queda de cabelo e irritabilidade.
Origem e história do Ferro
A Idade dos Metais, é a última fase da pré-história e apresenta o ferro como o último metal do período utilizado pelos homídeos, principalmente para produzir ferramentas e armas.
A Era do Ferro ocorreu entre 1 500 a.C-300 a.C., mas já foram encontrados objetos do metal datados de 3500 a.C. no Egito.
A qualidade do ferro era medida pelo teor de carbono presente, pois compostos desse elemento eram utilizados para fundição de ferro. Logo, quanto menor a quantidade de carbono, maior a qualidade do ferro.