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Ferro

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Ferro
26 Fe
-

Fe

Ru
manganês ferro ← → cobalto
Aparência
metálico brilhante com uma coloração acinzentada
Uma cunha bruto de metal prateado

Linhas espectrais de ferro
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número ferro, Fe, 26
Pronúncia / . ər n /
Categoria elemento de metal de transição
Grupo, período, bloco 8, 4, d
Peso atômico padrão 55,845 (2)
Configuração eletrônica [ Ar ] 3d 6 4s 2
2, 8, 14, 2
Conchas de electrões de ferro (2, 8, 14, 2)
História
Descoberta antes 5000 aC
Propriedades físicas
Fase sólido
Densidade (perto RT) 7.874 g cm -3 ·
Líquido densidade no pf 6,98 g cm -3 ·
Ponto de fusão 1811 K , 1538 ° C, 2800 ° F
Ponto de ebulição 3134 K, 2862 ° C, 5182 ° F
Calor de fusão 13,81 kJ mol -1 ·
Calor de vaporização 340 kJ mol -1 ·
Capacidade calorífica molar 25,10 J · · mol -1 K -1
Pressão de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em T (K) 1728 1890 2091 2346 2679 3132
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2
( óxido anfotérico)
Eletronegatividade 1,83 (escala de Pauling)
Energias de ionização
( Mais)
1º: 762,5 kJ · mol -1
2: 1561,9 kJ · mol -1
3: 2957 kJ · mol -1
Raio atômico 126 pm
O raio de covalência 132 ± 3 (baixa rotação), 152 ± 6 (alta rotação) pm
Miscelânea
A estrutura de cristal cúbica de corpo centrado
O ferro tem uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado

a = 286,65 pm;
cúbica de face centrada
Ferro tem uma estrutura cristalina cúbica de face centrada

entre 1185-1667 K
Ordenamento magnético ferromagnético
1043 K
Resistividade elétrica (20 ° C) 96,1 Nco · m
Condutividade térmica 80,4 W · m -1 · K -1
Expansão térmica (25 ° C) de 11,8 pM · · K -1 m -1
Velocidade do som (haste fina) ( RT) (electrolítica)
5120 m · s -1
O módulo de Young 211 GPa
Módulo de cisalhamento 82 GPa
Massa de módulo 170 GPa
Rácio de Poisson 0.29
Dureza de Mohs 4
Dureza de Vickers 608 MPa
Dureza Brinell 490 MPa
Número de registo CAS 7439-89-6
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de ferro
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP
54 Fe 5,8% > 3,1 × 10 22 y β + β + 0.6800 54 Cr
55 Fe syn 2,73 y ε 0,231 55 Mn
56 Fe 91,72% 56 Fe é estável com 30 nêutrons
57 Fe 2,2% 57 Fe é estável com 31 nêutrons
58 Fe 0,28% 58 Fe é estável com 32 nêutrons
59 Fe syn 44,503 d β - 1.565 59 Co
60 Fe syn 2,6 x 10 6 y β - 3,978 60 Co

O ferro é um elemento químico com o símbolo Fe (do latim : ferrum) e número atômico 26. É um de metal na primeira série de transição . É o elemento mais comum (em massa) que formam o planeta Terra como um todo, formando a maior parte da Terra e externa núcleo interior. É o quarto mais comum elemento na crosta da Terra. Presença muito comum de ferro em planetas rochosos como a Terra é devido à sua produção abundante como um resultado da fusão de estrelas de grande massa, em que a produção de níquel-56 (que se deteriora com o isótopo mais comum de ferro) é a última reacção de fusão nuclear que está exotérmica. Isto faz com que o níquel radioactivo para se tornar o último elemento a ser produzido antes do colapso de uma supernova leva aos eventos explosivos que dispersam este precursor radionuclídeo de ferro abundante no espaço.

À semelhança de outros Grupo 8 elementos, existe ferro em uma ampla gama de estados de oxidação , de -2 a 6, apesar de 2 e 3 são as mais comuns. Ferro elementar ocorre em meteoritos e outros ambientes de baixo oxigênio, mas é reativo ao oxigênio e água. Superfícies de ferro frescas aparecer brilhante cinza-prateado, mas oxidar no ar normal para dar hidratado óxidos de ferro, vulgarmente conhecido como ferrugem. Ao contrário de muitos outros metais que formam passivating camadas de óxidos, óxidos de ferro ocupam mais volume do que o ferro metal, e os óxidos de ferro, assim, descamar e expor superfícies frescas para a corrosão.

Ferro metal tem sido usado desde os tempos antigos, apesar de ligas de cobre, que têm temperaturas de fusão mais baixas, foram utilizados pela primeira vez na história. Ferro puro é macio (mais suave do que o alumínio ), mas não pode ser obtido por fundição. O material é significativamente reforçado endurecido e por impurezas do processo de fundição, tais como carbono . Uma certa percentagem de carbono (entre 0,002% e 2,1%) produz aço , o que pode ser até 1000 vezes mais difícil do que o ferro puro. Crude ferro metal é produzido em altos-fornos, onde o minério é reduzido em coque de ferro-gusa, que tem um elevado teor de carbono. Refinamento com o oxigênio reduz o teor de carbono para a proporção correta para fazer aço. Aços e ferro baixo carbono ligas com outros metais ( ligas de aço) são de longe os metais mais comuns em uso industrial, devido à sua grande variedade de propriedades desejáveis e da abundância de ferro.

Compostos químicos de ferro, os quais incluem compostos ferrosos e férricos, têm muitas utilizações. O óxido de ferro misturado com pó de alumínio pode ser inflamados para criar uma reação thermite, utilizado em soldagem e purificação de minérios. Faz compostos binários com os halogéneos e o Calcogênios. Entre os compostos organometálicos é ferroceno, o primeiro sanduíche composto descoberto.

O ferro tem um papel importante na biologia , formando complexos com oxigénio molecular em e hemoglobina mioglobina; estes dois compostos são comuns de transporte de oxigénio proteínas em vertebrados. O ferro é também o metal usado no local activo de muitos importante enzimas redox que tratam respiração celular e de oxidação e redução em plantas e animais.

Características

Propriedades mecânicas

Os valores característicos de resistência à tracção (TS) e Dureza Brinell (BH) de diferentes formas de ferro.
Material TS
(MPa)
BH
( Brinell)
Bigodes de ferro 11000
Ausformed (endurecido)
aço
2930 850-1200
Aço martensítico 2070 600
Aço bainítica 1380 400
Aço Pearlitic 1200 350
Ferro trabalhado a frio 690 200
Ferro pequeno-grão 340 100
Ferro contendo carbono 140 40
Pure, ferro de cristal único 10 3

As propriedades mecânicas do ferro e suas ligas podem ser avaliadas usando uma variedade de ensaios, incluindo o Teste Brinell, E o teste de Rockwell Teste de dureza Vickers. Os dados sobre o ferro é tão consistente que muitas vezes é usado para calibrar as medições ou para comparar os testes. No entanto, as propriedades mecânicas do ferro é significativamente afectada pela pureza da amostra: puros para fins de pesquisa únicos cristais de ferro são, na verdade, mais macio do que o alumínio, e o mais pura de ferro produzido industrialmente (99,99%) tem uma dureza de Brinell de 20-30. Um aumento do teor de carbono do ferro irá fazer com que, inicialmente, um correspondente aumento significativo na dureza do ferro e resistência à tracção. Dureza máxima de R 65 C é conseguido com um teor de carbono de 0,6%, embora isto produz um metal com uma baixa resistência à tracção.

Diagrama de fases e allotropes

Ferro representa um exemplo de allotropy em um metal. Existem pelo menos quatro formas alotrópicas de ferro, conhecidos como α, γ, δ, e ε; a pressões muito elevadas, existe alguma evidência experimental controverso por uma fase β estável a altas pressões e temperaturas.

Pressão baixa diagrama de fases de ferro puro

Como o ferro fundido arrefece cristaliza em 1538 ° C em seu allotrope δ, que tem um de corpo centrado cúbico (BCC) estrutura de cristal. À medida que arrefece ainda mais a sua estrutura cristalina muda para cúbico (FCC) a 1394 ° C, quando é conhecido como ferro-γ, ou de face centrada austenite. No 912 ° C a estrutura cristalina torna-se novamente como bcc-ferro α, ou de ferrite, é formado, e a 770 ° C (a Ponto de Curie, T c) ferro torna-se magnético . Como o ferro passa através da temperatura de Curie não há nenhuma mudança na estrutura cristalina, mas há uma alteração na "estrutura de domínio", onde cada domínio contém átomos de ferro com um spin electrónico em particular. Em ferro desmagnetizado, todos os spins electrónicos dos átomos dentro de um domínio está na mesma direcção; os domínios vizinhos apontam em vários sentidos e, assim, se anulam. Em ferro magnetizado, os spins electrónicos de todos os domínios estão alinhados, de modo que os efeitos de domínios magnéticos vizinhos se reforçam mutuamente. Embora cada domínio contém bilhões de átomos, eles são muito pequenos, cerca de 10 micrômetros de diâmetro. Com pressões acima de aproximadamente 10 GPa e temperaturas de algumas centenas de Kelvin ou menos, mudanças de ferro em uma α (hcp) estrutura hexagonal cheio de perto, que é também conhecido como ε-ferro; o γ-fase de alta temperatura também transforma em ferro-ε, mas fá-lo com uma pressão maior. O β-fase, se existir, que parece a pressões de pelo menos 50 GPa e temperaturas de pelo menos 1500 K; tem-se pensado para ter uma ortorrômbica ou uma estrutura em dupla HCP.

O ferro é de maior importância quando misturado com certos outros metais e com o carbono para formar aços. Existem muitos tipos de aços, todos com propriedades diferentes, e uma compreensão das propriedades da allotropes de ferro é a chave para o fabrico de aços de boa qualidade.

α-ferro, também conhecido como ferrite, é a forma mais estável de ferro a temperaturas normais. É um metal relativamente macio que pode dissolver apenas uma pequena concentração de carbono (não mais do que 0,021% em massa em 910 ° C).

Acima de 912 ° C ou superior a 1400 ° C α-ferro sofre uma transição de fase do BCC para a configuração de FCC-ferro γ, também chamada austenite. Esta é semelhante macio e metálico, mas pode dissolver consideravelmente mais carbono (tanto quanto 2,04% em massa a 1146 ° C). Esta forma de ferro é utilizado no tipo de aço inoxidável usado para fazer equipamentos talheres, e hospitalar e de serviços de alimentação.

As fases de alta pressão de ferro são importantes como modelos endmember para as partes sólidas de núcleos planetários. O núcleo interno da Terra é geralmente aceite que consistem essencialmente de um ferro- níquel liga com ε (ou β) estrutura.

O ponto de fusão de ferro está bem definida experimentalmente para pressões até cerca de 50 GPa. Para pressões mais elevadas, diferentes estudos colocado o γ-ε líquido- ponto triplo a pressões diferentes por dezenas de gigapascals e diferenças produziram de mais de 1.000 K para o ponto de fusão. De um modo geral, simulações de dinâmica molecular de computador de fusão de ferro e de ondas de choque experimentos sugerem maiores pontos de fusão e uma inclinação muito acentuada da curva de fusão do que os experimentos estáticos realizado em bigorna de diamante células.

Isótopos

Ferro que ocorre naturalmente é composta por quatro estáveis isótopos : 5,845% de 54 Fe, 91,754% de 56 Fe, 2,119% de 57 Fe e 0,282% de 58 Fe. Destes isótopos estáveis, apenas 57 Fe tem um nuclear rotação (-1/2). O nuclídeo 54 Fe está previsto para sofrer decaimento beta duplo, mas este processo nunca tinha sido observado experimentalmente para estes núcleos, e foi criada somente o limite inferior para a meia-vida: t 1/2> 3,1 × 10 22 anos.

60 é uma Fe radionuclídeo extinto de longa meia-vida (2,6 milhões de anos). Não é encontrada na Terra, mas seu produto de decaimento final é o nuclídeo estável níquel-60.

Grande parte do trabalho passado na medição da composição isotópica do Fe tem se concentrado em determinar variações 60 Fe devido a processos de acompanhamento nucleosíntese (isto é, estudos de meteoritos) e formação de minério. Na última década, no entanto, avanços em espectrometria de massa tecnologia permitiu a detecção e quantificação de minutos, variações nas proporções dos que ocorrem naturalmente isótopos estáveis de ferro. Muito deste trabalho tem sido impulsionada pela Terra e comunidades de Ciência Planetária, embora os aplicativos para os sistemas biológicos e industriais estão começando a surgir.

O mais abundante isótopo de ferro 56 Fe é de particular interesse para os cientistas nucleares, pois representa o ponto final mais comum de nucleossíntese. É frequentemente citado, falsamente, como o isótopo de maior energia de ligação, uma distinção que na verdade pertence a níquel-62. Desde 56 Ni é facilmente produzido a partir de núcleos mais leves do processo em alfa reações nucleares em supernovas (veja processo de queima de silício), o níquel-56 (14 partículas alfa) é o ponto final da cadeia de fusão no interior estrelas extremamente maciças, uma vez que a adição de uma outra partícula alfa resultaria em zinco-60, o que exige muito mais energia. Este, por conseguinte, é feita de níquel-56, que tem uma meia-vida de cerca de 6 dias, em quantidade nestas estrelas, mas decai rapidamente por duas emissões de positrões sucessivas dentro dos produtos de decaimento da Supernova nuvem de gás remanescente de supernova, primeiro a radioativo cobalto-56 e, em seguida estável ferro-56. Este último é, portanto, nuclide comum no universo, em relação a outros estável metais de, aproximadamente, a mesma peso atômico.

Em fases dos meteoritos Semarkona e Chervony Kut uma correlação entre a concentração de 60 Ni, o produto filho de 60 Fe, e a abundância dos isótopos estáveis de ferro pode ser encontrado, que é a evidência para a existência de 60 Fe no momento da formação do Sistema Solar. Possivelmente, a energia liberada pelo decaimento de 60 Fe contribuiu, juntamente com a energia liberada pelo decaimento do radionuclídeo 26 Al, à refusão e diferenciação dos asteróides após a sua formação 4,6 bilhões de anos. A abundância de 60 Ni presente em material de extraterrestre também pode fornecer mais pistas sobre a origem do Sistema Solar e sua história.

Núcleos de átomos de ferro tem algumas das mais altas energias de ligação por nucleon, superado apenas pelo isótopos de níquel 62 Ni. Este é formado por a fusão nuclear em estrelas. Apesar de mais um ganho de energia minúsculo pode ser extraído através da síntese de 62 Ni, em condições estrelas são inadequados para esse processo a ser favorecidos. Distribuição de Elemental na Terra favorece muito ferro ao longo de níquel, e também presumivelmente na produção de elemento de supernova.

Ferro-56 é o isótopo mais pesado estável produzido pelo processo em alfa nucleossíntese estelar; elementos mais pesados do que o ferro e níquel exigir uma supernova para a sua formação. O ferro é o elemento mais abundante no núcleo de gigantes vermelho , e o metal é mais abundante em meteoritos de ferro e no metal denso núcleos de planetas como a Terra .

Nucleosynthesis

Ferro é criado por extremamente grande, extremamente quente (mais de 2,5 mil milhões de kelvin) stars através do processo de queima de silício. É o elemento mais pesado estável para ser produzidos desta maneira. O processo inicia-se com a segunda maior núcleo estável criado pela queima de silício, que é o cálcio. Um núcleo estável de cálcio se funde com um núcleo de hélio, criando titânio instável. Antes do titânio decai, ele pode fundir-se com outro núcleo de hélio, criando cromo instável. Antes do cromo decai, ele pode fundir-se com outro núcleo de hélio, criando ferro instável. Antes do ferro decai, ele pode fundir-se com outro núcleo de hélio, criando instável níquel-56. Qualquer outra fusão de níquel-56 consome energia em vez de produzir energia, então depois de a produção de níquel-56, a estrela não produz a energia necessária para manter o núcleo entre em colapso. Eventualmente, o níquel-56 decai para instável cobalto-56, que por sua vez decai para estável ferro-56. Quando o núcleo da estrela entra em colapso, ele cria uma supernova . Supernovas também criar formas adicionais de ferro estável através da processo-r.

Ocorrência

Ocorrência Planetary

Meteoritos de ferro de composição semelhante do núcleo interno e externo da Terra

O ferro é o sexto mais elemento abundante no Universo , e os mais comuns elemento refractário. Ele é formado como a última fase exotérmica de nucleossíntese estelar, por fusão de silício em estrelas massivas.

Metallic ou ferro nativo raramente é encontrado na superfície da Terra, porque tende a oxidar, mas seus óxidos são penetrantes e representam os minérios primários. Enquanto isso representa cerca de 5% da crosta terrestre , tanto a da Terra interior e núcleo exterior acredita-se que consiste em grande parte de um ferro- níquel liga constituindo 35% da massa da terra como um todo. O ferro é, por conseguinte, o elemento mais abundante na Terra, mas apenas o quarto elemento mais abundante na crosta da Terra. A maior parte do ferro em que a crosta é encontrado combinado com oxigénio, conforme minerais de óxido de ferro, tais como hematita e magnetita. Grandes depósitos de ferro são encontrados em formações ferríferas. Estas formações geológicas são um tipo de rocha que consiste de camadas finas de repetidas óxidos de ferro, seja magnetita (Fe 3 O 4) ou hematita (Fe 2 O 3), alternando com bandas de ferro-pobres xisto e chert. As formações ferríferas foram estabelecidas no período entre 3700 milhões de anos atrás, e 1800 milhões de anos atrás

Cerca de 1 em 20 meteoritos consistem dos minerais exclusivos de ferro-níquel taenite (35-80% de ferro) e kamacite (90-95% de ferro). Apesar de rara, meteoritos de ferro são a principal forma de ferro metálico natural da superfície da Terra. Foi provado por Espectroscopia de Mossbauer que a cor vermelha da superfície de Marte é derivado de um óxido de ferro rico regolito.

Stocks em uso na sociedade

De acordo com Painel Internacional de Recursos do Stocks Metal em relatório Society, o estoque mundial per capita de ferro em uso na sociedade é de 2200 kg. Muito disso é nos países mais desenvolvidos (7000-14000 kg per capita) em vez de países menos desenvolvidos (2,000 kg per capita).

Química e compostos

Oxidação
estado
Composto representativo
-2 Tetracarbonylferrate dissódico (reagente de Collman)
-1
0 Pentacarbonil Ferro
1 Ciclopentadienilferro dicarbonilo dímero ("PF 2")
2 Sulfato ferroso, ferrocene
3 Cloreto férrico , ferrocénio tetrafluoroborato
4 Ferrate bário (IV)
5
6 Ferrato de potássio

Ferro forma compostos principalmente nos dois e três estados de oxidação . Tradicionalmente, ferro compostos (II) são chamados ferrosos e de ferro (III) compostos férrico. Ferro também ocorre em estados de oxidação mais altos, a exemplo do roxo ferrato de potássio (K 2 4 de FeO), que contém ferro no seu estado de oxidação +6. Ferro (IV) é um intermediário comum em muitas reacções de oxidação bioquímicos. Numeroso compostos organometálicos conter estados formais de oxidação de +1, 0, -1, -2, ou mesmo. Os estados de oxidação e outras propriedades de ligação são frequentemente avaliado por meio da técnica de Espectroscopia Mössbauer. Há também muitos compostos de valência mista que contêm ferro (II) e (III) Centros de ferro, tais como magnetita e Azul da Prússia (Fe 4 (Fe [NC] 6) 3). Este último é usado como o tradicional "azul" em blueprints.

Um pouco de pó amarelo-canário senta-se, na maior parte em pedaços, num vidro de relógio de laboratório.
Hidratado cloreto de ferro (III) , também conhecido como cloreto férrico

Os compostos de ferro produzido em maior escala na indústria são de ferro (II) sulfato (FeSO 4 · 7 H 2 O) e de ferro (III), cloreto de (FeCl3). O primeiro é uma das fontes mais prontamente disponíveis, de ferro (II), mas é menos estável do que a oxidação aérea Sal de Mohr ((NH4) 2Fe (SO4) 2 · 6H 2 O). Ferro (II) compostos tendem a ser oxidado para se obter (III) compostos de ferro no ar.

Ao contrário de muitos outros metais, ferro não formar amálgamas com mercúrio. Como resultado, o mercúrio é comercializado em frascos padronizados 76 libras (34 kg) de ferro.

Compostos binários

Ferro reage com o oxigênio do ar para formar vários compostos de óxido e hidróxido; os mais comuns são ferro (II, III), óxido de (Fe 3 O 4), e ferro (III), óxido de (Fe 2 O 3). Ferro (II), óxido existe também, apesar de ser instável à temperatura ambiente. Estes óxidos são os principais minérios para a produção de ferro (ver bloomery e alto-forno). Eles também são utilizados na produção de ferrites, útil suportes magnéticos de armazenamento em computadores, e pigmentos. O mais conhecido é o sulfeto de pirita de ferro (FeS 2), também conhecido como ouro de tolo devido ao seu brilho dourado.

Os halogenetos ferrosos e férricos binários são bem conhecidos, com excepção de iodeto férrico. Os halogenetos ferrosos tipicamente surgem de tratamento de ferro metálico com o ácido de halogéneo binário correspondente para dar os sais hidratados correspondentes.

Fe + 2 HX → FEX 2 + H 2

Ferro reage com flúor, cloro, e bromo para dar os halogenetos correspondentes férrico, cloreto férrico , sendo o mais comum:

2 Fe + 3 X 2 → 2 fex 3 (X = F, Cl, Br)

Compostos de coordenação e organometálicos

Azul da Prússia

Vários complexos de cianeto são conhecidos. O exemplo mais famoso é Azul da Prússia, (Fe 4 (Fe [NC] 6 3)). Ferricianeto de potássio e ferrocianeto de potássio também são conhecidos; a formação de azul da Prússia, após reacção com o ferro (II) e ferro (III), respectivamente, forma a base de um teste químico "molhada". O azul da Prússia também é usado como um antídoto para tálio e radioactivo de césio envenenamento. O azul da Prússia pode ser usada na lavagem de roupa anilagem para corrigir a tonalidade amarelada deixada por sais ferrosos em água.

Ferroceno

Vários compostos de carbonilo de ferro são conhecidos. O ferro premier (0) composto é pentacarbonilo de ferro, Fe (CO) 5, o qual é usado para produzir carbonil pó de ferro, uma forma altamente reativo de ferro metálico. Thermolysis de pentacarbonil ferro dá o cluster trinuclear, triiron dodecacarbonyl. O reagente de Collman, dissódico tetracarbonylferrate, é um reagente útil para a química orgânica; que contém ferro no estado de oxidação -2. Ciclopentadienilferro dicarbonil dímero contém ferro no estado raro uma oxidação.

Ferroceno é um complexo extremamente estável. O primeiro sanduíche composto, ele contém um ferro (II) de centro com dois ligandos de ciclopentadienilo ligado através de todos os dez átomos de carbono. Este arranjo foi uma novidade chocante quando foi descoberto pela primeira vez, mas a descoberta de ferroceno conduziu a um novo ramo da química organometálica. Ferroceno si pode ser utilizado como a espinha dorsal de um ligando, por exemplo, dppf. Ferroceno em si pode ser oxidado para se obter o catião ferrocénio (Fe +); o casal ferroceno / ferrocénio é frequentemente utilizado como uma referência em eletroquímica.

História

Ferro forjado

Um círculo, com uma forma de seta curto, simples que se estende diagonalmente para cima e para a direita a partir da sua extremidade
O símbolo para Marte tem sido utilizada desde a antiguidade para representar ferro.
Um pilar, ligeiramente caneladas, com alguma ornamentação em sua parte superior. É preto, um pouco resistiu a um marrom escuro perto da base. Fica a cerca de 7 metros (22 pés) de altura. Ele está em cima de uma base circular levantada de pedra, e está rodeado por uma pequena cerca, quadrado.
O Delhi coluna de ferro é um exemplo das metodologias de extração de ferro e de processamento da ?ndia. A coluna de ferro em Delhi tem resistido à corrosão para os últimos 1.600 anos.

Objetos de ferro de grande idade são muito mais raros do que objetos feitos de ouro ou prata, devido à facilidade de corrosão do ferro. Contas feitas de meteórica de ferro em 3500 aC ou mais cedo foram encontrados em Gerzah, Egipto por GA Wainwright. As contas conter 7,5% de níquel, que é uma assinatura de origem meteórica desde ferro encontrado na crosta da Terra tem muito pouco ou nenhum teor de níquel. Ferro meteórico foi altamente considerado devido à sua origem nos céus e muitas vezes foi usado para forjar armas e ferramentas ou peças inteiras colocadas em igrejas. Itens que provavelmente foram feitas de ferro por egípcios datam 2500-3000 BC. Ferro tinha uma vantagem distinta sobre bronze em implementos de guerra. Era muito mais difícil e mais durável do que o bronze, embora suscetível à ferrugem. No entanto, este é contestado. Hittitologist Trevor Bryce argumenta que antes de técnicas de trabalho de ferro avançados foram desenvolvidos na ?ndia , armas de ferro meteoritos utilizados pelos primeiros Mesopotâmia exércitos tinha uma tendência a quebrar em combate, devido ao seu alto teor de carbono.

A primeira produção de ferro começou na Idade do Bronze Médio , mas demorou vários séculos antes de ferro deslocado bronze. As amostras de ferro fundido de Asmar, Mesopotâmia e Alto Chagar Bazaar no norte da Síria foram feitas em algum momento entre 2700 e 3000 aC. O Hititas parecem ser os primeiros a compreender a produção de ferro de seus minérios e considerá-la altamente em sua sociedade. Eles começaram a fundir o ferro entre 1500 e 1200 aC e a prática se espalhou para o resto do Oriente Médio depois de seu império caiu em 1180 aC. O período subseqüente é chamado de Idade do Ferro . Fundição de ferro e, portanto, a Idade do Ferro, alcançou a Europa 200 anos depois e chegou em Zimbabwe , ?frica, no século oitavo. Na China, ferro só aparece por volta de 700-500 aC. Fundição do ferro pode ter sido introduzida na China através da ?sia Central. As primeiras evidências da utilização de um alto-forno na China remonta ao século 1 dC, e fornos de cúpula foram utilizadas como início tão cedo quanto o Período dos Reinos Combatentes (403-221 aC). Uso do alto-forno e cúpula continuou a ser generalizada durante os Canção e dinastias Tang .

Artefatos de ferro fundido ocorrer em ?ndia 1800-1200 aC, e no Levant de cerca de 1500 aC (sugerindo fundição em Anatolia ou o Cáucaso).

O Livro de Gênesis, capítulo quatro, versículo 22 contém a primeira menção de ferro no Velho Testamento da Bíblia ; "Tubal-Caim, um instrutor de cada artesão em bronze e ferro." Outros versos aludem a mineração de ferro (Jó 28: 2), ferro usado como uma caneta (Jó 19:24), forno (Deuteronômio 04:20), carros (Josué 17:16), unhas (I Crônicas 22: 3.) , serras e machados (II Sam 00:31.), e utensílios de cozinha (Ezequiel 4: 3). O metal também é mencionada no Novo Testamento , por exemplo, em Atos capítulo 12 versículo 10, "[Peter passou por] o portão de ferro que dá para a cidade" de Antioquia.

Ferro de trabalho foi apresentado a Grécia no final dos anos 11 do século BC. A propagação do ironworking na Europa Central e Europa Ocidental está associado com Expansão celta. Conforme Plínio, o Velho, o uso de ferro era comum no Roman era. A produção anual de ferro do Império Romano é estimado em 84.750 t, enquanto o semelhante populoso Han China produziu cerca de 5.000 t.

Durante a Revolução Industrial na Grã-Bretanha, Henry Cort começou refinando ferro a partir de ferro gusa para ferro forjado (ou barra de ferro), utilizando sistemas de produção inovadores. Em 1783 ele patenteou o processo de refinação do minério de ferro empoçamento. Mais tarde, foi melhorado por outros, incluindo Joseph Hall.

Ferro fundido

Ferro fundido foi produzido pela primeira vez na China durante o século 5 aC, mas foi mal na Europa até o período medieval. O mais cedo artefatos de ferro fundido foram descobertas por arqueólogos em que é agora moderno Luhe County, Jiangsu na China. Ferro fundido foi usado na China antiga para a guerra, agricultura e arquitetura. Durante o medieval período, as médias foram encontrados na Europa de produzir ferro forjado de ferro fundido (neste contexto conhecido como ferro-gusa), utilizando finery forja. Para todos estes processos, carvão foi necessário como combustível.

Coalbrookdale por noite, 1801. Os altos-fornos acender a tomada de ferro cidade de Coalbrookdale.

Medieval altos-fornos foram cerca de 10 pés (3,0 m) de altura e feita de tijolos à prova de fogo; ar forçado foi habitualmente prestados por foles manuais. Altos-fornos modernos têm crescido muito maior.

Em 1709, Abraham Darby I estabeleceu um coke-ateado fogo alto-forno para a produção de ferro fundido. A disponibilidade de seguimento de ferro barato foi um dos factores que conduziram à Revolução Industrial. Perto do final do século 18, de ferro fundido começou a substituir ferro forjado para determinados fins, porque era mais barato. Teor de carbono em ferro não foi implicada como a razão para as diferenças nas propriedades de ferro forjado, ferro fundido e aço até o século 18.

Como o ferro estava se tornando mais barato e mais abundante, tornou-se também um material estrutural importante na sequência da construção do inovador primeiro ponte de ferro em 1778.

Aço

Steel (com teor de carbono menor do ferro-gusa, mas mais do que o ferro forjado) foi produzido pela primeira vez na Antiguidade por meio de um bloomery. Ferreiros em Luristan no oeste do Irã estavam fazendo bom aço em 1000 aC. Em seguida, versões melhoradas, Aço Wootz pela ?ndia e pelo aço de Damasco pela China foram desenvolvidos em torno de 300 aC e 500 dC, respectivamente. Estes métodos eram especializados, e assim por aço não se tornou uma importante mercadoria até a década de 1850.

Novos métodos para produzi-la por barras de cementação de ferro no processo de cimentação foram criados no século 17 dC. Na Revolução Industrial , os novos métodos de produção de barra de ferro, sem carvão foram concebidos e estas foram posteriormente aplicada para produzir aço. No final dos anos 1850, Henry Bessemer inventou um novo processo siderúrgico, envolvendo um sopro de ar através de ferro fundido, para produzir aço leve. Isso fez com que o aço muito mais econômico, levando a ferro forjado não está mais sendo produzido.

Fundações da química moderna

Antoine Lavoisier usou a reação de vapor de água com ferro metálico dentro de um tubo de ferro incandescente para produzir hidrogênio em seus experimentos que levaram à demonstração da conservação de massa. Oxidação anaeróbica de ferro a uma temperatura elevada pode ser esquematicamente representado pelas seguintes reacções:

Fe + H2O → FeO + H 2
2 Fe + 3 H2O → Fe 2 O 3 + 3H 2
3 Fe + 4 H2O → Fe 3 O 4 + 4H 2


Produção industrial

A produção de ferro ou de aço é um processo com duas fases principais, a menos que o produto desejado é de ferro fundido. A primeira etapa é a produção de ferro-gusa em um alto-forno. Alternativamente, pode ser directamente reduzido. O segundo é fazer ferro forjado ou aço de ferro-gusa por um outro processo.

O processo de colagem de fundição minério de ferro para fazer ferro forjado de ferro-gusa, com a ilustração à direita exibindo homens que trabalham um alto-forno, a partir da enciclopédia Tiangong Kaiwu, publicado em 1637 por Canção Yingxing.
Como ferro foi extraída no século 19

Para alguns propósitos limitados, como núcleos de eletroímã, ferro puro é produzido por eletrólise de uma solução de sulfato ferroso

Alto-forno

Noventa por cento de toda a mineração de metal minérios é para a extracção do ferro. Industrialmente, a produção de ferro envolve minérios de ferro, principalmente hematite (nominalmente Fe 2 O 3) e magnetita (Fe 3 O 4) numa reacção carbotérmica (redução com carbono) num alto-forno, a temperaturas de cerca de 2000 ° C. Em um alto-forno, minério de ferro, carbono sob a forma de coque, e um fluxo tal como calcário (que é usado para remover impurezas de dióxido de silício em que o minério de outro modo entupir o forno com material sólido) são alimentadas no topo do forno, enquanto que uma explosão de massa aquecida de ar , a cerca de 4 toneladas por tonelada de ferro, é forçado na fornalha na parte inferior.

No forno, o coque reage com o oxigénio na corrente de ar para a produção de monóxido de carbono :

2 C + O2 CO 2 →

O monóxido de carbono reduz o minério de ferro (na equação química abaixo, hematite) para fundir ferro, tornando-se dióxido de carbono no processo:

Fe 2 O 3 + 3 CO 2 → Fe + 3 CO 2

Alguns ferro no de alta temperatura inferior região da fornalha reage directamente com o coque:

2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2

O fluxo está presente para derreter impurezas no minério, principalmente dióxido de silício da areia e outros silicatos. Fluxos comuns incluem pedra calcária (principalmente carbonato de cálcio ) e dolomite (carbonato de cálcio-magnésio). Outros fluxos podem ser usados dependendo das impurezas que têm de ser removidas a partir do minério. No calor da fornalha do fluxo de calcário decompõe óxido de cálcio (também conhecido como cal viva):

CaCO3 → CaO + CO2

Em seguida, o óxido de cálcio combina com o dióxido de silício para formar um líquido escória.

CaO + SiO2CaSiO3

A escória derrete com o calor da fornalha. Na parte inferior do forno, a escória derretida flutua sobre o ferro fundido mais denso, e as aberturas no lado do forno estão abertas para correr o ferro e escória separadamente. O ferro, uma vez arrefecido, é chamado ferro-gusa, enquanto a escória pode ser usado como um material em a construção de estradas ou para melhorar os solos pobres em minerais para agricultura

Este montão de pelotas de minério de ferro será utilizado na produção de aço.

Redução direta de ferro

Desde coque é cada vez mais regulado devido a preocupações ambientais, foram desenvolvidos métodos alternativos de ferro de processamento. Um deles é conhecido como redução de ferro direto. Ele reduz o minério de ferro a uma substância em pó chamado de ferro esponja ou "ferro direta", que é apropriado para fabricação de aço. Existem dois principais reações que acontecem no processo de redução direta:

O gás natural é parcialmente oxidado (com o calor e um catalisador):

CH 24O +2CO 2 + → 4H2

Estes gases são então tratados com o minério de ferro num forno, produzindo esponja de ferro sólido:

Fe2O3+ CO 2 + H22 → Fe + CO2+ H 22S

A sílica é removido através da adição de um fluxo, ou seja, calcário, mais tarde.

Outros processos

Diagrama de fase ferro-carbono, vários estável formas de soluções sólidas

Ferro fundido não é o ferro puro, mas tem 4-5% de carbono dissolvido na mesma com pequenas quantidades de outras impurezas, como enxofre, magnésio, manganês e fósforo. Como o carbono é o principal impureza, o ferro (ferro-gusa) torna-se frágil e difícil. Esta forma de ferro, também conhecido como ferro fundido, é usado para moldar artigos em fundições, como fogões, canos, radiadores, postes e trilhos.

Alternativamente ferro-gusa podem ser feitas em aço (com até cerca de 2% de carbono) ou ferro forjado (ferro comercialmente puro). Vários processos têm sido usados para este, incluindo forjas finery, fornos empoçamento, Conversores Bessemer, fornos de soleira aberta, fornos básicos de oxigénio, e fornos elétricos. Em todos os casos, o objectivo é o de oxidar a alguns ou a totalidade do carbono, juntamente com outras impurezas. Por outro lado, outros metais pode ser adicionado para tornar os aços de liga.

A dureza do aço depende do seu teor de carbono: quanto maior a percentagem de carbono, maior a dureza e menor será a maleabilidade. As propriedades do aço também podem ser alteradas por vários métodos.

O recozimento envolve o aquecimento de uma peça de aço de 700-800 ° C durante várias horas e, em seguida, arrefecimento gradual. Isso torna o aço mais macio e mais funcional.

Aço pode ser endurecido por o trabalho a frio. O metal é dobrado ou martelado para a sua forma final, a uma temperatura relativamente fria. Forjamento a frio é a estampagem de uma peça de aço em forma por uma imprensa pesado. Chaves são comumente feitas por forjamento a frio. Laminação a frio, que envolve a criação de uma folha mais fino, mas mais difícil, e desenho frio, o que torna um fio mais fino, mas mais forte, são dois outros métodos de trabalho a frio. Para endurecer o aço, é aquecido a quente e depois arrefeceu-se por têmpera na água. Torna-se mais difícil e mais frágil. Se ele for muito endurecido, é em seguida aquecida a uma temperatura requerida, e deixada arrefecer. O aço assim formado é menos quebradiço.

O tratamento térmico é outra maneira de endurecer o aço. O aço é aquecido em brasa, depois arrefecida rapidamente. As moléculas de carboneto de ferro são decompostos pelo calor, mas não tem tempo para reformar. Uma vez que os átomos de carbono livres está preso, ele faz o aço muito mais difícil e mais forte do que antes.

Às vezes, tanto a tenacidade e dureza são desejados. Um processo chamado processo de endurecimento podem ser usados. O aço é aquecida a cerca de 900 ° C e depois mergulhada em óleo ou água. Carbono a partir do óleo pode difundir-se no aço, tornando a superfície muito dura. A superfície esfria rapidamente, mas o interior arrefece lentamente, fazendo com que uma superfície extremamente dura e uma camada interior durável, resistente.

O ferro pode ser passivado por imersão num concentrado ácido nítrico solução. Isto forma uma camada protectora de óxido sobre o metal, proteger de uma maior corrosão.

Aplicações

Metalúrgico

Produção de ferro de 2009 (milhões toneladas)
País Minério de ferroO ferro-gusaFerro direta Aço
China 1,114.9549,4573,6
Austrália 393,9 4.4 5.2
Brasil 305,0 25,1 0,011 26.5
Japão 66,9 87,5
?ndia 257.4 38,2 23,4 63,5
Rússia 92,1 43,9 4.7 60,0
Ucrânia 65,8 25,7 29,9
Coreia Do Sul 0,1 27,3 48,6
Alemanha 0,4 20.1 0,38 32,7
Mundo 1,594.9 914,0 64,5 1,232.4

O ferro é o mais utilizado de todos os metais, o que representa 95% da produção de metal em todo o mundo. Seu baixo custo e alta resistência tornam indispensável em aplicações de engenharia, tais como a construção de máquinas e máquinas-ferramentas, veículos , os cascos de grandes navios , e componentes estruturais para edifícios. Como o ferro puro é muito macio, é mais comumente combinado com elementos de liga para fazer aço.

Comercialmente disponível de ferro é classificada com base na pureza ea abundância de aditivos. O ferro-gusa tem 3,5-4,5% de carbono e contém quantidades variáveis ​​de contaminantes, como enxofre , silício e fósforo . Ferro fundido não é um produto comercializável, mas sim um passo intermediário na produção de ferro fundido e de aço. A redução de contaminantes em ferro-gusa que afetam negativamente as propriedades do material, como o enxofre eo fósforo, os rendimentos de ferro fundido contendo 2-4% de carbono, 1-6% de silício, e pequenas quantidades de manganês . Tem um ponto de fusão na gama de 1420-1470 K, que é menor do que qualquer um dos seus dois componentes principais, e faz com que seja o primeiro produto a ser fundido quando o carbono e ferro são aquecidos em conjunto. As suas propriedades mecânicas variam muito e dependem da forma do carbono leva na liga.

"Brancos" ferros fundidos conter suas emissões de carbono na forma de cementite, ou ferro-carboneto. Este composto duro, quebradiço domina as propriedades mecânicas de ferros fundidos brancos, tornando-as difícil, mas sem resistência ao choque. A superfície quebrada de um ferro fundido branco é cheio de facetas finas do ferro-carboneto quebrado, um material muito prateado pálido,, brilhante, daí a denominação.

Em ferro fundido cinzento existe o carbono como flocos separados, finas de grafite, e também torna o material frágil devido aos flocos de bordas afiadas de grafite que produzem locais de concentração de tensão dentro do material. Uma nova variante de ferro fundido cinzento, referido como ferro fundido dúctil é especialmente tratada com pequenas quantidades de magnésio para alterar a forma de esferóides de grafite, ou de nódulos, reduzir as concentrações de tensão e vastamente aumentando a dureza e resistência do material.

Ferro forjado contém menos de 0,25% de carbono, mas grandes quantidades de escória que lhe dão uma característica fibrosa. É, um produto maleável difícil, mas não como fusível como ferro-gusa. Se afiou a uma borda, ele perde-lo rapidamente. O ferro forjado é caracterizada pela presença de fibras finas de escória aprisionadas no interior do metal. Ferro forjado é mais resistente à corrosão que o aço. Tem sido quase completamente substituída pela de aço leve para os produtos tradicionais "ferro forjado" e ferraria.

O aço macio corrói mais prontamente do que o ferro forjado, mas é mais barato e mais amplamente disponível. O aço de carbono contém 2,0% de carbono ou menos, com pequenas quantidades de manganês , enxofre , fósforo , e silício. As ligas de aço conter quantidades variáveis ​​de carbono, bem como outros metais, tais como o crómio , vanádio , molibdénio , níquel, tungsténio , etc. O seu teor de liga aumenta o seu custo, e por isso são normalmente apenas utilizados para o especialista utiliza. Uma liga de aço comum, porém, é aço inoxidável. Desenvolvimentos recentes em siderurgia têm produzido uma gama crescente de aços microligados, também denominado ' HSLA "ou de alta resistência, aços de baixa liga, contendo pequenas adições para produzir altas forças e resistência muitas vezes espetacular a um custo mínimo .

A graph of attenuation coefficient vs. energy between 1 meV and 100 keV for several photon scattering mechanisms.
Photon coeficiente de atenuação de massa para o ferro.

Além de aplicações tradicionais, ferro também é utilizado para protecção das radiações ionizantes. Embora seja mais leve do que o outro material de protecção tradicionais, a vantagem, que é muito mais forte mecanicamente. A atenuação de radiação como uma função de energia é mostrado no gráfico.

A principal desvantagem de ferro e aço é que o ferro puro, ea maioria de suas ligas, sofrer mal deferrugem se não estiver protegido de alguma forma.pintura,galvanização,passivação, revestimento de plástico eazulados são todos usados ​​para proteger contra ferrugem ferro pela exclusãoda águae oxigênio ou pelaproteção catódica.

Compostos de ferro

Embora seu papel metalúrgico é dominante em termos de montantes, os compostos de ferro estão presentes na indústria, bem sendo usado em muitos usos de nicho. Os catalisadores de ferro são tradicionalmente usados ​​no processo de Haber-Bosch para a produção de amoníaco e o processo de Fischer-Tropsch para a conversão de monóxido de carbono em hidrocarbonetos para combustíveis e lubrificantes. Ferro em pó num solvente ácido foi utilizado na redução de Bechamp a redução de nitrobenzeno para anilina.

Ferro (III) Cloreto encontra uso na purificação de água e tratamento de águas residuais, no tingimento de tecidos, como um agente corante em tintas, como um aditivo na alimentação animal, e como um produto corrosivo de cobre no fabrico de placas de circuito impresso. Ele também pode ser dissolvido em álcool para formar tintura de ferro. Os haletos de outros tendem a ser limitados a utilizações de laboratório.

Ferro (II) sulfato é utilizado como um precursor para outros compostos de ferro. É também usado para reduzir cromato no cimento. Ele é usado para fortificar alimentos e tratar a anemia por deficiência de ferro. Estes são os principais usos. Ferro (III) é utilizado em sulfato de sedimentação de partículas de esgoto minutos no tanque de água. Ferro (II), cloreto é usado como um agente de redução de floculação, na formação de complexos de ferro e óxidos de ferro magnéticos, e como uma redução agente em síntese orgânica.

Papel biológico

O ferro é abundante em biologia. Ferro-proteínas são encontradas em todos os organismos vivos, que vão desde o evolutivamente primitivo archaea para os seres humanos. A cor do sangue é devida à hemoglobina, uma proteína que contém ferro. Como ilustrado pela hemoglobina, ferro, muitas vezes é obrigado a co-fatores, por exemplo, em hemes. O conjuntos do ferro-enxofre são penetrantes e incluem nitrogenase, as enzimas responsáveis ​​pela biológica fixação de nitrogênio . Influentes teorias de evolução invocaram um papel para sulfuretos de ferro na teoria mundial de ferro-enxofre.

Estrutura de B heme, na adicional proteínaligando (s) seria ligado ao Fe.

O ferro é um necessário elemento de traço encontrados em quase todos os organismos vivos. Ferro contendo enzimas e proteínas, muitas vezes contendo heme grupos prostéticos, participar em muitas oxidações biológicas e nos transportes. Exemplos de proteínas encontradas em organismos superiores incluem hemoglobina, citocromo (veja ferro de alta valente) e catalase.

Compostos bioinorgânicos

Os mais comumente conhecidos e estudados " bioinorgânicos compostos de ferro "(isto é, compostos de ferro usados ​​em biologia) são as proteínas heme: exemplos são hemoglobina, mioglobina e citocromo P450. Estes compostos podem transportar gases, construir enzimas, e ser utilizado na transferência de electrões . metaloproteínas são um grupo de proteínas com iões de metal cofactores. Alguns exemplos de metaloproteínas ferro são ferritina e rubredoxin. Muitas enzimas vitais para a vida contêm ferro, como catalase, lipoxigenases, e IRE-BP.

Saúde e alimentação

Ferro é generalizada, mas as fontes particularmente ricas de ferro na dieta incluem carne vermelha, lentilhas, feijão , aves , peixe , legumes de folha, agrião, tofu , grão de bico, feijão-fradinho, melaço, fortificado pão , e fortificada cereais de pequeno almoço. de ferro em pequenas quantidades é encontrada no melaço, teff e farina. Ferro na carne ( ferro heme) é mais facilmente absorvido do que o ferro em vegetais. Embora alguns estudos sugerem que heme / hemoglobina de carne vermelha tem efeitos que podem aumentar o risco de câncer colo-retal, ainda há alguma controvérsia, e até mesmo alguns estudos que sugerem que não há provas suficientes para sustentar tais alegações.

Ferro fornecida por suplementos dietéticos é muitas vezes encontrados como ferro (II), fumarato, embora sulfato de ferro é mais barato e é absorvido igualmente bem. Ferro elementar, ou de ferro reduzido, apesar de ser absorvido em apenas um terço a dois terços da eficiência (em relação ao sulfato de ferro), é frequentemente adicionado a alimentos como os cereais de pequeno-almoço ou farinha de trigo enriquecida. O ferro é mais disponível para o corpo, quando quelado com os aminoácidos e também está disponível para o uso como um comum suplemento de ferro. Muitas vezes, o aminoácido escolhido para este fim é o ácido mais barato e mais comum amino, glicina, levando a "glicinato de ferro" suplementos. O Recommended Dietary Allowance (RDA) de ferro varia consideravelmente com base na idade, sexo, e fonte de ferro na dieta (heme ferro baseada tem maior biodisponibilidade). Os bebês podem exigir suplementos de ferro se forem vaca de leite. Alimentados com mamadeira Os doadores de sangue e as mulheres grávidas estão em risco especial de baixos níveis de ferro e são frequentemente aconselhados a complementar sua ingestão de ferro.

Captação e armazenamento

Aquisição de ferro constitui um problema para os organismos aeróbicos, porque o ferro férrico é fracamente solúvel próximo de pH neutro. Assim, as bactérias têm evoluído de alta afinidade agentes sequestrantes chamados sideróforos.

Depois da absorção, em células , armazenamento de ferro é cuidadosamente regulado; Íons de ferro "livre" não existe como tal. Um componente importante deste regulamento é a proteína transferrina, que se liga íons de ferro absorvido no duodeno e carrega-lo no sangue para as células. Em animais, plantas e fungos, o ferro é geralmente o ião metálico incorporado no complexo heme. Heme é um componente essencial de proteínas do citocromo, que medeiam reacções redox e de oxigénio proteínas transportadoras, tais como hemoglobina, a mioglobina, e leghemoglobina.

Ferro inorgânico contribui para reacções redox nos conjuntos do ferro-enxofre de muitas enzimas, tais como nitrogenase (envolvidos na síntese de amoníaco a partir de azoto e hidrogénio ) e hidrogenase. Proteínas ferro não-heme incluem a enzimas mono-oxigenase metano (oxida o metano de metanol ), ribonucleótido-redutase (reduz a ribose deoxyribose; biossíntese DNA), hemerythrins ( oxigênio transporte e fixação em invertebrados marinhos) e roxo da fosfatase ácida ( hidrólise de fosfato ésteres).

Distribuição de Ferro é fortemente regulamentado emmamíferos, em parte porque os íons de ferro têm um elevado potencial de toxicidade biológica.

Regulamento de captação

Absorção de ferro é rigidamente controlado pelo corpo humano, que não tem meios fisiológicos regulamentados de excretando ferro. Apenas pequenas quantidades de ferro são perdidos diariamente devido a mucosa e pele descamação epitelial de células, de modo que o controle dos níveis de ferro é principalmente através da regulação de captação. Regulamento de captação de ferro é prejudicada em algumas pessoas, como resultado de um defeito genético que mapeia para a região do gene HLA-H no cromossoma 6. Nestas pessoas, a ingestão excessiva de ferro pode resultar em perturbações de sobrecarga de ferro, tais como hemocromatose. Muitas pessoas têm uma suscetibilidade genética à sobrecarga de ferro sem perceber ou estar ciente de uma história familiar do problema. Por esta razão, é aconselhável que as pessoas não tomam suplementos de ferro a menos que eles sofrem de deficiência de ferro e ter consultado um médico. Hemocromatose é estimado para causar a doença em entre 0,3 e 0,8% dos caucasianos.

RM encontra ferro que se acumula nohipocampo de cérebros de pessoas coma doença de Alzheimere nasubstância negra dos pacientes comdoença de Parkinson.

Barreiras reativas permeáveis

Ferro de valência zero é o principal material reactivo parabarreiras reativas permeáveis.

Precauções

NFPA 704
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1
0
1
Diamante fogo em pó de metal para ferro

Grandes quantidades de ferro ingerido pode causar níveis excessivos de ferro no sangue. Níveis sanguíneos elevados de ferro ferroso livre reagem com os peróxidos de produzir radicais livres, que são altamente reactivos e podem danificar o ADN , proteínas , lípidos , e outros componentes celulares. Assim, a toxicidade de ferro ocorre quando há ferro livre na célula, o que geralmente ocorre quando os níveis de ferro exceda a capacidade de transferrina para ligar o ferro. Os danos para as células do tracto gastrointestinal pode também impedir que regula a absorção de ferro que conduz a maiores aumentos nos níveis sanguíneos. Ferro normalmente danifica as células do coração , fígado e noutros países, o que pode causar efeitos adversos significativos, incluindo coma, acidose metabólica, choque, insuficiência hepática, coagulopatia, síndrome da angústia respiratória do adulto, lesão de órgão a longo prazo, e até mesmo a morte. Os seres humanos experimentar toxicidade de ferro acima de 20 miligramas de ferro por cada quilo de massa, e 60 miligramas por quilograma é considerado uma dose letal. Consumo excessivo de ferro, muitas vezes o resultado de crianças que comem grandes quantidades de comprimidos de sulfato ferroso destinados ao consumo adulto, é uma das causas toxicológicos mais comuns de morte em crianças menores de seis anos. O Dietary Reference Intake (DRI) lista o tolerável superior ingestão Nível (UL ) para adultos como de 45 mg / dia. Para crianças menores de 14 anos de idade a UL é de 40 mg / dia.

A gestão médica de toxicidade de ferro é complicado, e pode incluir o uso de um determinadoagente quelante chamadodeferoxamine para ligar e expelir o excesso de ferro do organismo.

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