Fatos de Ferro
Propriedades Químicas e Físicas do Ferro
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Fatos Básicos do Ferro:
Símbolo : Fé
Número atômico : 26
Peso atômico : 55.847
Classificação do elemento : Metal de transição
Número CAS: 7439-89-6
Localização da Tabela Periódica de Ferro
Grupo: 8
Período : 4
Quadra : d
Configuração de elétrons de ferro
Forma curta : [Ar]3d64 segundosdois
Forma longa : 1sdois2 segundosdois2p63 segundosdois3p63d64 segundosdois
Estrutura da casca: 2 8 14 2
Descoberta de Ferro
Data da descoberta: Tempos antigos
Nome: Ferro deriva seu nome do anglo-saxão ' modelo '. O símbolo do elemento , Fe, foi encurtado da palavra latina ' ferro ' significa 'firmeza'.
História: Objetos de ferro egípcios antigos foram datados por volta de 3500 a.C. Esses objetos também contêm aproximadamente 8% de níquel, mostrando que o ferro pode ter sido originalmente parte de um meteorito. A 'Idade do Ferro' começou por volta de 1500 a.C. quando os hititas da Ásia Menor começaram a fundir minério de ferro e fazer ferramentas de ferro.
Dados físicos de ferro
Estado à temperatura ambiente (300 K) : Sólido
Aparência: metal maleável, dúctil, prateado
Densidade : 7,870 g/cc (25°C)
Densidade no ponto de fusão: 6,98 g/cc
Gravidade Específica : 7,874 (20°C)
Ponto de fusão : 1811K
Ponto de ebulição : 3133,35K
Ponto crítico : 9250 K a 8750 bar
Calor de fusão: 14,9 kJ/mol
Calor da vaporização: 351 kJ/mol
Capacidade de Calor Molar : 25,1 J/mol·K
Calor específico : 0,443 J/g·K (a 20°C)
Dados atômicos de ferro
Estados de oxidação (Negrito mais comum): +6, +5, +4, +3 , +2 , +1, 0, -1 e -2
Eletro-negatividade : 1,96 (para estado de oxidação +3) e 1,83 (para estado de oxidação +2)
Afinidade de elétrons : 14.564 kJ/mol
Raio atômico : 1,26 Å
Volume atômico : 7,1 cc/mol
Raio Iônico : 64 (+3e) e 74 (+2e)
Raio Covalente : 1,24 Å
Primeiro Energia de ionização : 762.465 kJ/mol
Segunda Energia de Ionização : 1561,874 kJ/mol
Terceira Energia de Ionização: 2957,466 kJ/mol
Dados Nucleares de Ferro
Número de isótopos : 14 isótopos são conhecidos. O ferro natural é composto de quatro isótopos.
Isótopos Naturais e % abundância : 54Fé (5.845),56Fé (91.754),57Fe (2.119) e58Fé (0,282)
Dados do Cristal de Ferro
Estrutura de treliça: Cúbico centrado no corpo
Estrutura constante: 2.870 Å
Temperatura de Debye : 460,00 mil
Usos do Ferro
O ferro é vital para a vida vegetal e animal. O ferro é a parte ativa da molécula de hemoglobina que nosso corpo usa para transportar oxigênio dos pulmões para o resto do corpo. O ferro metálico é amplamente ligado a outros metais e carbono para múltiplos usos comerciais. O ferro-gusa é uma liga contendo cerca de 3-5% de carbono, com quantidades variáveis de Si, S, P e Mn. O ferro-gusa é frágil, duro e bastante fusível e é usado para produzir outras ligas de ferro ,incluindo aço. O ferro forjado contém apenas alguns décimos de um por cento de carbono e é maleável, resistente e menos fusível que o ferro-gusa. O ferro forjado normalmente tem uma estrutura fibrosa. O aço carbono é uma liga de ferro com carbono e pequenas quantidades de S, Si, Mn e P. Aços de liga são aços carbono que contêm aditivos como cromo, níquel, vanádio, etc. O ferro é o menos caro, o mais abundante e o mais usado de todos os metais.
Fatos diversos sobre o ferro
- O ferro é o 4º mais elemento abundante na crosta terrestre. Acredita-se que o núcleo da Terra seja composto principalmente de ferro.
- O ferro puro é quimicamente reativo e corrói rapidamente, especialmente em ar úmido ou em temperaturas elevadas.
- Existem quatro alótropos de ferro conhecidos como 'ferrites'. Estes são designados α-, β-, γ- e δ- com pontos de transição a 770, 928 e 1530 °C. As ferritas α- e β- têm a mesma estrutura cristalina, mas quando a forma α- se torna a forma β-, o magnetismo desaparece.
- O minério de ferro mais comum é a hematita (FedoisO3majoritariamente). O ferro também é encontrado na magnetita (Fe3O4) e taconite (uma rocha sedimentar que contém mais de 15% de ferro misturado com quartzo).
- Os três principais países que mineram ferro são Ucrânia, Rússia e China. China, Austrália e Brasil lideram o mundo na produção de ferro.
- Muitos meteoritos foram encontrados para conter altos níveis de ferro.
- O ferro é encontrado no sol e em outras estrelas.
- O ferro é um mineral essencial para a saúde, mas muito ferro é extremamente tóxico. Ferro livre no sangue reage com peróxidos para formar radicais livres que danificam o DNA, proteínas, lipídios e outros componentes celulares, levando à doença e às vezes à morte. 20 miligramas de ferro por quilo de peso corporal são tóxicos, enquanto 60 miligramas por quilo são letais.
- O ferro é essencial para o desenvolvimento do desenvolvimento do cérebro. As crianças com deficiências de ferro apresentam uma menor capacidade de aprendizagem.
- O ferro queima com uma cor dourada em um teste de chama .
- O ferro é usado em fogos de artifício para fazer faíscas. A cor das faíscas dependerá da temperatura do ferro.
Fontes
- Manual CRC de Química e Física (89ª Ed.), Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia , História da Origem dos Elementos Químicos e Seus Descobridores, Norman E. Holden 2001.