Ferro: diferenças entre revisões

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É extraído da natureza sob a forma de [[minério]] de ferro que, depois de passado para o estágio de [[ferro-gusa]], através de processos de transformação, é usado na forma de lingotes. Controlando-se o teor de [[carbono]] (o [[carbono]] ocorre de forma natural no minério de ferro), dá-se origem a várias formas de [[aço]].
 
Este [[metal de transição]] é encontrado no [[Grupo da Tabela Periódica|grupo 8 (VIIIB)]] da [[Tabela Periódica|Classificação Periódica dos Elementos]]. É o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os [[Metal|metais]], somente o [[alumínio]] é mais abundante.
 
É um dos elementos mais abundantes do [[Universo]]; o núcleo da [[Terra]] é formado principalmente por ferro e [[níquel]] (NiFe). Este ferro está em uma temperatura muito acima da [[temperatura de Curie]] do ferro, dessa forma, o núcleo da Terra não é [[magnetismo|ferromagnético]].
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# '''Ferro ''não-heme'':''' forma inorgânica, não faz parte do complexo heme da hemoglobina e está presente principalmente nos alimentos de origem vegetal (ervilha seca, açaí, feijão, lentilha, nozes e outras oleaginosas, açúcar mascavo, chocolate, etc.), mas pode ser encontrado nos ovos e em pequenas quantidades também nas carnes, peixes e aves.
== Aplicações ==
O ferro é o [[metal]] mais usado, com 95% em peso da produção mundial de metal. É indispensável devido ao seu baixo preço e [[dureza]], especialmente empregado em automóveis, barcos e componentes estruturais de edifícios.
 
O [[aço]] é a [[liga metálica]] de ferro mais conhecida, sendo este o seu uso mais frequente. Os [[aço]]s são [[liga metálica|ligas metálicas]] de ferro com outros elementos, tanto [[Metal|metálicos]] quanto [[não metal|não metálicos]], que conferem propriedades distintas ao material. É considerada aço uma liga metálica de ferro que contém menos de 2% de [[carbono]]; se a percentagem é maior recebe a denominação de [[ferro fundido]].
 
As [[liga metálica|ligas]] férreas apresentam uma grande variedade de propriedades mecânicas dependendo da sua composição e do tratamento aplicado.
 
* Os aços são ligas metálicas de ferro com concentrações máximas de 2% em peso de carbono, aproximadamente. O carbono é o elemento de ligação principal, porém os aços contêm outros elementos. Dependendo do seu conteúdo em carbono são classificados em:
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== História ==
[[Ficheiro:Axe of iron from Swedish Iron Age, found at Gotland, Sweden.jpg|thumb|right|200 px|Peça de ferro da Idade do Ferro]]
Existem evidências de que o ferro era conhecido antes de 5000 a.C.<ref>{{citar web|url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=fe |título=26 Iron |publicado=Elements.vanderkrogt.net |data= |acessodata=2008-09-12}}</ref> Os mais antigos objetos feitos de ferro usado pela humanidade são alguns enfeites de [[siderito]], feitos no Egito em aproximadamente 4000 a.C. A descoberta da fundição por volta de 3000 a.C. levou ao início da [[Era do Ferro]] por volta de 1200 a.C.<ref>{{citar livro|último = Weeks|primeiro = Mary Elvira|coautor= Leichester, Henry M.|ano= 1968|título= Discovery of the Elements|publicado= Journal of Chemical Education|local= Easton, PA|capítulo= Elements Known to the Ancients|páginas= 29–40|id = LCCCN 68-15217|isbn = 0-7661-3872-0}}</ref> e ao uso proeminente de ferro para ferramentas e armas.<ref>{{citar web|url=http://courses.wcupa.edu/jones/his101%5Cmisc%5Cpersia.htm |título=Notes on the Significance of the First Persian Empire in World History |publicado=Courses.wcupa.edu |data= |acessodata=2008-09-12}}</ref>
 
Cada vez mais objetos de ferro, datados entre o segundo e terceiro milênio antes de Cristo, foram encontrados (estes se distinguem do ferro proveniente dos meteoritos pela ausência de [[níquel]]) na [[Mesopotâmia]], [[Anatólia]] e [[Egipto|Egito]]. Entretanto, seu uso provável destinou-se a fins cerimoniais, por ter sido um metal muito caro, mais do que o [[ouro]] na época. Algumas fontes sugerem que talvez o ferro fosse obtido como subproduto da obtenção do [[cobre]].
 
Entre [[1600 a.C.|1600]] e [[1200 a.C.]], observou-se um aumento de seu uso no [[Oriente Médio]], porém não como substituto ao [[bronze]].
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A substituição do bronze pelo ferro foi paulatina, pois era difícil produzir peças de ferro: localizar o [[mineral]], extraí-lo, proceder a sua fundição a temperaturas altas e depois forjá-lo.
 
Na [[Europa central]], surgiu no século IX a.C. a "cultura de Hallstatt" substituindo a "cultura dos campos de urnas", que se denominou "Primeira Idade do Ferro", pois coincide com a introdução do uso deste metal. Aproximando-se do ano [[450 a.C.]], ocorreu o desenvolvimento da "cultura da Tène", também denominada "Segunda Idade do Ferro". O ferro era usado em ferramentas, armas e joias, embora se continue encontrando objetos de bronze.
 
Junto com esta transição de bronze ao ferro descobriu-se o processo de "carburação", que consiste em adicionar carbono ao ferro. O ferro era obtido misturado com a escória contendo carbono ou carbetos, e era forjado retirando-se a escória e [[oxidação|oxidando]] o carbono, criando-se assim o produto já com uma forma. Este ferro continha uma quantidade de carbono muito baixa, não sendo possível endurecê-lo com facilidade ao esfriá-lo em água. Observou-se que se podia obter um produto muito mais resistente aquecendo a peça de ferro forjado num leito de [[carvão]] vegetal, para então submergi-lo na água ou [[óleo]]. O produto resultante, apresentando uma camada superficial de aço, era menos duro e mais frágil que o bronze.
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: <big>CaCO<sub>3</sub> → CaO + CO<sub>2</sub></big>
 
e o dióxido de carbono é reduzido com o coque a monóxido de carbono, como visto acima.
 
Na parte mais inferior do alto-forno ocorre a carburação:
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== Compostos ==
[[Ficheiro:IronInRocksMakeRiverRed.jpg|thumb|300px|right|Água com compostos de ferro]]
* Os [[estado de oxidação|estados de oxidação]] mais comuns são +2 e +3. Os óxidos de ferro mais conhecidos são o óxido de ferro(II) (FeO), o óxido de ferro(III) (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) e o óxido misto (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>). Forma numerosos [[sal|sais]] e complexos com estes mesmos estados de oxidação. O hexacianoferrato II de ferro III, usado em [[pintura]]s, é conhecido como ''[[azul da Prússia]]'' ou ''azul de Turnbull''.
* São conhecidos compostos de ferro com estados de oxidação +4, +5 e +6, porém são pouco comuns. No [[ferrato de potássio]] (K<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>), usado como [[redução|oxidante]], o ferro apresenta estado de oxidação +6. O estado de oxidação +4 é encontrado em poucos compostos e também em alguns processos enzimáticos.
* O Fe<sub>3</sub>C é conhecido como [[cementita]] e contém 6,67 % em carbono. O ferro α é conhecido como [[ferrita]] e a mistura de ferrita e cementita é denominada [[perlite (aço)|perlita]] ou [[ledeburita]], dependendo do teor de carbono. A [[austenita]] é o ferro γ.
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''Artigo principal: [[Isótopos de ferro]]''
 
O ferro tem quatro [[isótopo]]s estáveis naturais: <sup>54</sup>Fe, <sup>56</sup>Fe, <sup>57</sup>Fe e <sup>58</sup>Fe. As proporções relativas destes isótopos na natureza são aproximadamente:
<sup>54</sup>Fe ( 5,8% ), <sup>56</sup>Fe ( 91,7% ), <sup>57</sup>Fe (2,2%) e <sup>58</sup>Fe ( 0,3% ).
 
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O transporte e armazenamento do ferro é mediado por três proteínas - [[transferrina]], [[receptor de transferrina]] e [[ferritina]]. A transferrina pode conter até dois átomos de ferro. Ela entrega o ferro aos tecidos que têm receptores de transferrina, especialmente eritoblastos na medula óssea, que incorporam o ferro na [[hemoglobina]]. A transferência então é reutilizada. No final da sobrevida, ou seja, 120 dias, os [[eritrócito]]s são destruídos nos macrófagos do [[sistema reticuloendotelial]] dentro do baço; o ferro é liberado da hemoglobina, entra no plasma e fornece a maioria do ferro da transferrina. Somente uma pequena porção do ferro da transferrina plasmática vem da dieta, absorvido no [[duodeno]] e no [[jejuno]].
 
Algum ferro é armazenado nas células reticulares endoteliais, como a ferritina e hemossiderina, em quantidades muito variáveis, conforme a situação das reservas desse elemento no organismo. Em geral a ferritina é um complexo proteico hidrossolúvel de ferro com peso molecular {{fmtn|465000}}, é formada de uma concha proteica externa, a [[apoferrina]], que consiste de 22 [[subunidade]]s, e de um núcleo de [[hidroxifosfato de ferro]]. Contém até 20% em peso de ferro e não é visível à microscopia óptica. Cada molécula de apoferrina pode ligar até {{fmtn|4000}} a {{fmtn|5000}} átomos de ferro. A hemossiderina é um complexo proteico insolúvel de ferro, de composição variável, contendo cerca de 37% em peso de ferro. É derivada da digestão lisossômica parcial de agregação de moléculas de ferritina e visível à microscopia óptica nos macrófagos e em outras células após coloração com Perls (azul da [[Prússia]]). O ferro na ferritina e na hemossiderina estão na forma férrica [Fe(III)]. Uma [[enzima]] que contém [[cobre]], a [[ceruloplasmina]], catalisa a oxidação do ferro para a forma férrica para a ligação na transferrina plasmática.
 
O ferro também está presente nos músculos, como na [[mioglobina]], e na maioria das células do organismo em enzimas que contêm ferro, como, p. ex., [[citocromo]]s, [[desidrogenase succínica]], [[catalase]], etc. O ferro tissular tem menos probabilidade de ser depletado que a hemossiderina, a ferritina e a hemoglobina em estado de deficiência de ferro, mas pode ocorrer alguma redução no conteúdo de enzimas contendo heme.
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O envenenamento por ferro é denominado [[hemocromatose]]. O ferro em excesso se acumula no [[fígado]], provocando danos neste órgão.
 
== Ver também ==
{{Anexo|Lista de países por produção de ferro}}
* [[Corrosão]]