Ferro
O ferro é um metal obtido em siderúrgicas por meio da hematita, um de seus minérios. Por meio dele é feita a liga de aço, que possui grande aplicação em nossa sociedade.
O ferro é um elemento químico de número atômico igual a 26, massa molar de 55,845 g/mol, ponto de fusão de 1535 ºC e ponto de ebulição de 2862 ºC. Esse metal é de muita importância em nossa sociedade, pois existem os mais diversos objetos que contêm ferro em sua constituição. Ele pode estar na sua forma pura ou formando a liga metálica chamada de aço (formada por aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5 a 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e oxigênio).
O ferro já é usado desde os tempos mais remotos, cerca de 4000 a 3500 a.C. Nessa época, o ferro era obtido por meio de meteoros e era considerado extremamente raro.
Apesar de ser o quarto elemento mais abundante na crosta terrestre, não se encontra o ferro isolado na natureza, mas somente em minérios, sendo que os principais são: hematita (Fe2O3 – imagem abaixo), magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3), limonita (Fe2O3.H2O) e pirita (FeS2).
Hematita, um minério de ferro
A partir desses minérios, é possível produzir o metal ferro. Essa obtenção de um metal por meio de seus minérios é feita com vários elementos, tais como o alumínio, o cobre, o titânio e o manganês; e esse processo é estudado pela área da metalurgia. Um ramo da metalurgia que cuida somente da obtenção do ferro e do aço é a siderurgia, e o principal minério utilizado é a hematita, como no caso da imagem abaixo:
Produção de ferro a partir da hematita em siderúrgica
Nas siderúrgicas, o aço tem maior prioridade que o ferro na produção, porque essa liga pode ser trabalhada na forja, na laminação e na extrusão, enquanto com o ferro isso é difícil. O aço também possui maior dureza e elevada resistência mecânica. Para melhorar ainda mais, esses materiais (o ferro e o aço) têm um custo ainda menor do que outros metais e ligas de alta resistência.
Por isso, eles são tão aplicados em nosso cotidiano, principalmente na construção civil. Por exemplo, para se construir prédios de vários andares como vemos hoje nos grandes centros urbanos, usa-se o concreto armado, que é o concreto com estruturas em aço. É o aço que fornece a resistência que a estrutura precisa ter para aguentar forças perpendiculares, como os ventos.
Concreto armado usado na construção civil
A hematita e a magnetita são usadas também como catalisadores de processos químicos, acelerando essas reações.
O ferro, ou melhor, o íon ferro (Fe+2), é muito importante para a nossa saúde e manutenção da vida. É esse íon que mantém as hemoglobinas de nosso sangue funcionando e possibilita que consigam extrair oxigênio do ar quando o sangue passa pelos pulmões, para assim distribuí-lo por todo nosso corpo. O perfeito funcionamento do cérebro também depende do íon ferro.
Geralmente, não é necessário que uma pessoa normal tome suplementos de ferro, pois a alimentação diária já fornece a quantidade que precisamos, sendo que um homem padrão precisa de 10 mg de ferro ao dia, e uma mulher padrão de 18mg (no caso de mulheres grávidas, elas necessitam de uma maior quantidade de ferro.) Além do que, o excesso de ferro pode trazer também problemas de saúde, como o aumento de riscos de câncer, de doenças degenerativas, como o mal de Parkinson, e o comprometimento de algumas funções normais do organismo.
Alguns alimentos que atuam como fontes de ferro são: fígado, carne seca, cereais matinais enriquecidos com ferro, feijão, passas, pão, ovos, lentilha, ervilha, beterraba, folhas escuras, tais como espinafre, couve, agrião e brócolis; além de peixes.
A lentilha é uma fonte de alimento rica em ferro
Para se ter uma ideia do tanto que o ferro é importante para a vida, considere o seguinte: na década de 80, o cientista John Martin disse que não havia plâncton em regiões superiores dos oceanos em virtude da falta de ferro e, consequentemente, sem o plâncton, outras formas de vida marinha não se desenvolviam. Na década de 90, fertilizaram 60 km2 do Oceano Pacífico com sulfato de ferro, e o resultado foi que em uma semana a região floresceu e ficou verde graças ao plâncton que se desenvolveu.
Abundância e obtenção
Abundância e obtenção
É o metal de transição mais abundante da crosta terrestre, e quarto de todos os elementos. Também é abundante no Universo, tendo-se encontrados meteoritos que contêm este elemento. O ferro é encontrado em numerosos minerais, destacando-se:
A hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (FeO(OH)), a siderita (FeCO3), a pirita (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3)
Pode-se obter o ferro a partir dos óxidos com maior ou menor teor de impurezas. Muitos dos minerais de ferro são óxidos.
A redução dos óxidos para a obtenção do ferro é efetuada em um forno denominado alto-forno ou forno alto. Nele são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque, e carbonato de cálcio, CaCO3, que atua como escorificante.
No processo de obtenção, geralmente é usada a hematita, que apresenta ponto de fusão de 1560 °C. Para que essa temperatura seja diminuída, é adicionado o carbonato de cálcio (CaCO3). Além de promover a redução do ponto de fusão da hematita, ele atua reagindo com impurezas presentes, como o dióxido de silício (SiO2), formando o metassilicato de cálcio (CaSiO3), conhecido como escória.
O coque (carbono amorfo, com mais de 90% de pureza) é usado para promover a redução da hematita, transformando o Fe3+ em Fe(s). Inicialmente, o coque, em presença de excesso de O2 fornecido pelo ar, reage produzindo CO2. O dióxido de carbono assim produzido, e também o proveniente do carbonato de cálcio, reagem com o coque que é constantemente adicionado ao alto-forno, produzindo CO. Este, por fim, será o responsável por reagir com o Fe2O3, produzindo Fe(s) e CO2
O processo de oxidação do coque com oxigênio libera energia. Na parte inferior do alto-forno a temperatura pode alcançar 1900 °C.
- Redução dos minerais que são óxidos:
Inicialmente, os óxidos de ferro são reduzidos na parte superior do alto-forno, parcial ou totalmente, com o monóxido de carbono, já produzindo ferro metálico. Exemplo: redução da magnetita:
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + 3CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Posteriormente, na parte inferior do alto-forno, onde a temperatura é mais elevada, ocorre a maior parte da redução dos óxidos com o coque (carbono):
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
O carbonato de cálcio se decompõe:
CaCO3 → CaO + CO2
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:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
- Processos de enriquecimento:
Finalmente ocorre a combustão e a dessulfuração (eliminação do enxofre) devido à injeção de ar no alto-forno, e por último são separadas as frações: a escória do ferro fundido, que é a matéria-prima empregada na indústria do aço.
O ferro obtido pode conter muitas impurezas não desejáveis, sendo necessário submetê-lo a um processo de refinação que pode ser realizado em fornos chamados convertedores.
Em 2004, os cinco países maiores produtores de ferro eram a China, o Brasil, a Austrália, a Africa e a Rússia, com 74% da produção mundial.
Qual é a aplicação do ferro (fe) no cotidiano?
1ª) O ferro é um importante componente do nosso sangue e nosso corpo fabrica células sanguíneas o tempo todo. Então nosso organismo metaboliza ferro durante nossa vida toda.
2ª) Dois terços de tudo o que fabricamos no mundo é feito em aço ou ferro fundido e ambas essas "ligas metálicas" tem o ferro como seu principal componente.
3ª) 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.
O ferro é o mais utilizado de todos os metais. Atualmente é usado no dia a dia como o principal elemento para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc.), usado também como utensílio para passar roupas, espada. E principalmente usado na construção civil como elemento estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de aplicações.
Para você ter uma ideia da importância do ferro na composição do aço, o aço com o qual fabricamos as chapas das latarias dos automóveis tem 97% de ferro. Os outros apenas 3% são o carbono e outros "elementos de liga" tais como o fósforo, o molibdênio, o cromo, o enxofre, o silício e outros materiais.
Peças automotivas, talheres, navios, instrumentos cirúrgicos, chassis de produtos eletroeletrônicos, ferramentas agrícolas, turbinas geradoras, ferramentas de corte, estradas de ferro, ferramentas de construção civil, guinchos, móveis, correntes, cabos de aço, plataformas e torres de petróleo, alfinetes, pregos, parafusos, armas de fogo, etc, são alguns exemplos de utilização do ferro.
Contrário ao que pensa muito desinformado metido a moderninho por aí, ainda vivemos na idade do ferro e o temos como o mais importante material do planeta.
Qual é a aplicação do ferro (fe) no cotidiano?
1ª) O ferro é um importante componente do nosso sangue e nosso corpo fabrica células sanguíneas o tempo todo. Então nosso organismo metaboliza ferro durante nossa vida toda.
2ª) Dois terços de tudo o que fabricamos no mundo é feito em aço ou ferro fundido e ambas essas "ligas metálicas" tem o ferro como seu principal componente.
3ª) 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.
O ferro é o mais utilizado de todos os metais. Atualmente é usado no dia a dia como o principal elemento para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc.), usado também como utensílio para passar roupas, espada. E principalmente usado na construção civil como elemento estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de aplicações.
Para você ter uma ideia da importância do ferro na composição do aço, o aço com o qual fabricamos as chapas das latarias dos automóveis tem 97% de ferro. Os outros apenas 3% são o carbono e outros "elementos de liga" tais como o fósforo, o molibdênio, o cromo, o enxofre, o silício e outros materiais.
Peças automotivas, talheres, navios, instrumentos cirúrgicos, chassis de produtos eletroeletrônicos, ferramentas agrícolas, turbinas geradoras, ferramentas de corte, estradas de ferro, ferramentas de construção civil, guinchos, móveis, correntes, cabos de aço, plataformas e torres de petróleo, alfinetes, pregos, parafusos, armas de fogo, etc, são alguns exemplos de utilização do ferro.
Contrário ao que pensa muito desinformado metido a moderninho por aí, ainda vivemos na idade do ferro e o temos como o mais importante material do planeta.
Note ainda que o petróleo de onde se extrai os plásticos e sintéticos, não é reciclável e está com suas reservas terminando enquanto o ferro é 100% reciclável. Quanto mais o reciclamos mais limpo e puro ele fica, e ainda suas reservas estão apenas começando a serem exploradas.
Note ainda que o petróleo de onde se extrai os plásticos e sintéticos, não é reciclável e está com suas reservas terminando enquanto o ferro é 100% reciclável. Quanto mais o reciclamos mais limpo e puro ele fica, e ainda suas reservas estão apenas começando a serem exploradas.
Pesquisa de: Kevin Christian
Referencias
Pesquisa de: Kevin Christian
Referencias
http://en.wikipedia.org/wiki/Leo_Baekeland
http://www.infoescola.com/quimica/polimeros/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero
http://www.brasilescola.com/quimica/polimeros.htm
http://www.alunosonline.com.br/quimica/polimeros.html
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