Què és el ferro, d'on prové i com s'extreu? Aquest metall útil té moltes aplicacions. L'element químic té un paper important en la indústria mundial i el cicle del ferro a la natura és important en la vida del planeta.
Què és el ferro?
El ferro és un element metàl·lic altament reactiu químicament, especialment quan interacciona amb l'oxigen. És un dels elements més comuns a la terra i a l'espai. Els àtoms de ferro contenen 26 protons al seu nucli. El símbol químic - Fe (ferum) prové del seu nom llatí ferum. En la seva forma pura, és un metall tou i trencadís, que es veu reforçat per les impureses. Quan es combina amb carboni, es produeix acer que utilitza més del 98% del mineral de ferro extret avui.
Tots els àtoms de ferro de l'univers es van formar als nuclis de les estrelles durant les etapes finals de la fusió i després es van alliberar a l'espai en explosions estel·lars. És el quart més granelement de l'escorça terrestre després del silici, l'oxigen i l'alumini. Què és el ferro? És l'element més comú que conforma el nostre planeta, encara que la major part en massa es troba molt per sota de la superfície, al nucli de la Terra. Està present a gairebé totes les roques de l'escorça i el mantell com a constituent químic de centenars de minerals diferents.
Mineral de ferro
Aquest metall és rar en la seva forma pura. Alguns meteorits contenen ferro elemental. Aquest element reacciona químicament amb l'oxigen i l'aigua per produir minerals que contenen ferro. Qualsevol pedra que contingui prou d'aquest metall per ser extret amb finalitats econòmiques s'anomena mineral de ferro. Els seus minerals més comuns són:
- òxid de ferro (fórmula Fe2O3), que es forma quan s'exposa a l'oxigen;
- òxid de ferro hidratat, que es forma per reacció a l'aigua.
Els minerals de ferro més importants són els minerals d'òxid de ferro anomenats hematita i magnetita. L' alta concentració de Fe els converteix en els més preferits de la indústria. El ferro s'extreu als jaciments de mineral més grans. Molt sovint es tracta de formacions que són antigues roques sedimentàries. Contenen capes de minerals d'òxid de ferro (fórmula Fe2O3) de fins a uns quants centímetres de gruix.
On puc trobar el ferro?
A temperatura ambient, ho éssòlid. És un metall gris brillant que s'oxida amb el temps quan s'exposa a l'aire humit. Es combina amb molts altres metalls per formar aliatges. L'abast del ferro és bastant extens. Quan es combina amb el carboni, es converteix en acer. També es pot combinar amb altres metalls com el níquel, el crom i el tungstè. Aquests aliatges són molt resistents i es poden utilitzar per fer ponts i edificis.
El ferro és un element molt antic que s'utilitza a la Terra durant molt de temps. S'hi van trobar objectes a l'antic Egipte. Fins i tot va haver-hi tot un període de temps (1200-500 aC) que portava el seu nom: l'Edat del Ferro, quan s'utilitzava per fabricar eines i armes. Per trobar aquest metall útil, cal buscar-lo a fons subterrani. Es troba tant a l'escorça terrestre com al nucli de la terra. Hi ha més ferro a la Terra que qualsevol altre metall. Aquest element també es pot trobar en altres planetes, inclòs el nucli de Júpiter i Saturn, així com la superfície polsegosa vermella de Mart (per això es va anomenar Planeta Roig).
Cicle del ferro terrestre a la natura
El ferro (Fe) segueix el cicle geoquímic, com molts altres nutrients. Normalment s'allibera al sòl o a l'oceà a través de la meteorització de les roques o erupcions volcàniques. A l'ecosistema terrestre, les plantes primer absorbeixen ferro a través de les arrels del sòl. És un nutrient extremadament important que es mou entre els organismes vius i la geosfera.
Planxaés un important nutrient limitant per a les plantes, que l'utilitzen per produir clorofil·la. La fotosíntesi depèn d'un subministrament adequat d'aquest metall. Les plantes l'assimilen des del sòl a les arrels. Els animals consumeixen la planta i l'utilitzen per produir hemoglobina. Quan moren, es descomponen i els bacteris retornen el metall al sòl.
Cicle marí del ferro
El cicle marí del ferro a la natura és molt semblant al cicle terrestre. Aquest procés es produeix per l'activitat vital de certs microorganismes que oxiden el metall a hidròxid i obtenen carboni del diòxid de carboni. Els bacteris del ferro d'un riu, mar o qualsevol altre cos d'aigua extreuen energia per al seu cicle vital i, un cop finalitzat, s'instal·len al sòl en forma de mineral de pantà.
El paper del ferro en els ecosistemes oceànics també és important. Els principals productors que absorbeixen aquest metall solen ser el fitoplàncton o els cianobacteris. Aleshores, els consumidors absorbeixen el ferro quan mengen aquests bacteris. El cicle del ferro a la natura és un procés extremadament complex. Depèn de molts factors concomitants: reaccions químiques, tipus d'hàbitats i grups de microbis. Tot això el connecta amb altres cicles biogeoquímics igualment importants de la Terra.
Característiques generals
El ferro en forma de diversos minerals combinats és un dels elements més comuns que constitueixen aproximadament el 5% de l'escorça terrestre. Els minerals ferrosos més importants sónòxids i sulfurs (hematita, magnetita, goethita, pirita, marcasita). Aquest metall també està present en meteorits, en altres planetes i al sol. El ferro es troba tant a l'aigua del mar com a l'aigua dolça.
Dats interessants
Aquí teniu alguns fets interessants sobre aquest element químic aparentment simple:
- El ferro és un element bàsic per a la nutrició de les plantes i ajuda a transportar l'oxigen a la sang, donant suport a la vida a la Terra.
- És un sòlid fràgil, classificat com a metall al grup 8 de la taula periòdica dels elements. En la seva forma pura, es corroeix ràpidament per l'exposició a l'aire humit i les altes temperatures.
- És el quart element més abundant a l'escorça terrestre en pes, i es creu que la major part del nucli terrestre és ferro.
- La major part s'utilitza per fabricar acer, un aliatge de ferro i carboni, que al seu torn s'utilitza en la fabricació i la construcció, com el formigó armat.
- L'acer inoxidable que conté almenys un 10,5% de crom és molt resistent a la corrosió. S'utilitza en coberteria i estris de cuina, com ara olles d'acer inoxidable.
- Afegir altres elements pot proporcionar a l'acer noves propietats útils. Per exemple, el níquel augmenta la durabilitat de l'aliatge i el fa més resistent a la calor i als àcids.
Breu informació sobre l'element Fe
- Númeroprotons al nucli: 26.
- Símbol atòmic: Fe.
- Massa mitjana d'un àtom: 55,845 g/mol.
- Densitat: 7,874 grams per centímetre cúbic.
- Fase a temperatura ambient: sòlid.
- Punt de fusió: 1538 0C.
- Punt d'ebullició: 2861 0C.
- Nombre d'isòtops: 33.
- Isòtops estables: 4.
Aplicacions principals
El ferro s'utilitza en molts sectors com l'electrònica, la fabricació, l'automoció i la construcció. Les següents són les aplicacions del ferro:
- Com a constituent principal de metalls ferrosos, aliatges i acer.
- Un aliatge que utilitza carboni, níquel, crom i diversos altres elements per produir ferro o acer.
- En imants.
- En productes metàl·lics acabats.
- En equips industrials.
- En equips de transport.
- A les eines.
- En joguines i articles esportius.
El ferro constitueix el 5% de l'escorça terrestre i és un dels metalls més comuns i utilitzats. Aquest element també es troba a la carn, les patates i les verdures i és essencial per als animals i els humans. És una part integral de l'hemoglobina. El metall és d'aspecte grisenc i molt dúctil i mal·leable. Es dissol fàcilment en àcids diluïts i és reactiu. Les principals zones mineres de ferro són la Xina, Austràlia, el Brasil, Rússia i Ucraïna.
