Ferro: Diferenzas entre revisións
Contido eliminado Contido engadido
m Bot: Arranxo o formato do modelo. |
referencio |
||
Liña 78:
O '''ferro''' (do latín ''ferrum'') é un [[elemento químico]], [[símbolo químico|símbolo]] '''Fe''', de [[número atómico]] 26 (26 [[protón]]s e 26 [[electrón]]s ) e [[masa atómica]] 56 [[unidade de masa atómica|u]]. A temperatura ambiente, o ferro atópase en [[estado sólido]].
É extraído da natureza baixo a forma de [[mineral]] de ferro que, despois de distintos procesos de transformación, é usado na forma de lingotes. Se se
Este [[metal de transición]] atópase no grupo 8B da [[Táboa periódica|Clasificación Periódica dos Elementos]]. É o cuarto elemento máis abundante da codia terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os [[Metal (material)|metais]], soamente o [[
▲É extraído da natureza baixo a forma de [[mineral]] de ferro que, despois de distintos procesos de transformación, é usado na forma de lingotes. Se se adiciona [[carbono]] dáse orixe a varias formas de [[aceiro]].
▲Este [[metal de transición]] atópase no grupo 8B da [[Táboa periódica|Clasificación Periódica dos Elementos]]. É o cuarto elemento máis abundante da codia terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os [[Metal (material)|metais]], soamente o [[alumianonio]] é máis abundante. Tamén é un dos elementos máis abundantes do [[Universo]]. O núcleo da [[Terra]] está formado principalmente por ferro e [[níquel]] (NiFe), xerando un [[campo magnético]].
O ferro foi historicamente importante, e un período da historia recibiu o nome de '''[[Idade do Ferro]]'''.
Liña 94 ⟶ 92:
Fundamentalmente é empregado na produción de [[aceiro]]s, que son [[aliaxe metálica|aliaxes metálicas]] de ferro con outros elementos, tanto [[metal (material)|metálicos]] como [[non metal|non metálicos]], que confiren propiedades distintas ao material.
Denomínase aceiro cando contén menos de 2% de [[carbono]]; se a percentaxe é maior recibe a denominación de [[Ferro fundido|fundición]].<ref>{{cite web| url=http://mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html| title=Hardness Conversion Chart|accessdate=23 de maio de 2013|publisher=Maryland Metrics}}</ref>
É o elemento máis pesado que se produce [[termoquímica|exotermicamente]] por [[fusión nuclear|fusión]], e o máis leve producido por [[fisión nuclear|fisión]], debido ao feito ter o seu núcleo a máis alta enerxía de ligación por [[nucleón]], que é a enerxía necesaria para separar do [[núcleo atómico|núcleo]] un [[neutrón]] ou un [[protón]]. Polo tanto, o núcleo máis estábel é o do ferro-56.<ref>{{Cite journal|last1=Dauphas|first1 = N.|last2= Rouxel|first2 = O.|year=2006|title=Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes|journal=Mass Spectrometry Reviews |volume=25| pages=515–550|url=http://geosci.uchicago.edu/~dauphas/OLwebsite/PDFfiles/Dauphas_Rouxel_MSR06.pdf |doi=10.1002/mas.20078 |pmid=16463281 |issue=4}}</ref>
Presenta diferentes formas estruturais dependendo da temperatura:<ref name="melting">{{Cite book| pages=527–541|doi=10.1016/B978-044452748-6.00047-X|title =Mineral Physics|first1 = Reinhard|last1 = Boehler|first2= M.|last2 = Ross|chapter = Properties of Rocks and Minerals_High-Pressure Melting|publisher = Elsevier| year = 2007| series = Treatise on Geophysics| volume = 2}}</ref>
* Ferro α: é o que se atopa a temperatura ambiente, ata os 788 °C. O [[estrutura cristalina|sistema cristalino]] é unha rede [[rede de Bravais|cúbica centrada no corpo]] e é [[magnetismo|ferromagnético]].
* Ferro β: 788 °C - 910 °C. Ten o mesmo sistema cristalino que o α, porén a [[temperatura de Curie]] é de 770 °C, e pasa a ser [[magnetismo|paramagnético]].
Liña 105 ⟶ 103:
== Aplicacións ==
O ferro é o [[metal (material)|metal]] máis usado, cun 95% en peso da produción mundial de metal. É indispensábel debido ao seu baixo prezo e [[dureza]], especialmente empregado en
O aceiro é a forma máis coñecida, e o seu uso máis frecuente. As aliaxes férreas presentan unha gran variedade de propiedades mecánicas dependendo da súa composición e do tratamento que se aplique.
* Os aceiros son ligas metálicas de ferro e [[carbono]] con concentracións máximas de 2,2% en peso de carbono, aproximadamente. O carbono é o elemento de
** Aceiro baixo en carbono. Contén menos de 0,25% de carbono en peso. Utilízase en vehículos, tubulacións, elementos estruturais e outros. Tamén existen os aceiros de alta resistencia con baixa liga de carbono, mentres tanto, conteñen outros elementos, ata uns 10% en peso; presentan unha maior resistencia mecánica e poden ser traballados facilmente.
** Aceiro medio en carbono: entre 0,25% e 0,6% de carbono en peso. Para mellorar as súas propiedades son tratados termicamente. Son máis resistentes que os aceiros baixos en carbono, pero menos dúctiles, sendo empregados en pezas de enxeñaría que requeren unha alta resistencia mecánica e ao desgaste.
** Aceiro alto en carbono: entre 0,60% e 1,4% de carbono en peso. Son os máis resistentes pero os menos dúctiles. Adiciónanse outros elementos para que formen carbonatos, por exemplo, formando o carbonato de volframio, WC, cando é adicionado á liga o [[volframio]]. Estes carbonatos son máis duros e dan aceiros utilizados principalmente para a fabricación de ferramentas.
* Un dos inconvenientes do ferro é que se [[oxidación|oxida]] con facilidade. Existen unha serie de aceiros aos cales se adicionan outros elementos ligantes, principalmente o [[cromo]], para que se tornen máis resistentes á [[corrosión]]. Son os chamados [[aceiro inoxidábel|aceiros
* Cando o contido de carbono é superior a 2,1% en peso, a aliaxe metálica é denominada [[Ferro fundido|fundición]]. Estas presentan, en xeral, entre o 3% e o 4,5% de carbono en peso. Existen diversos tipos de fundicións: cinza, esferoidal, branca e maleábel. Dependendo do tipo posúe diferentes aplicacións: en motores, válvulas, engrenaxes e outras.
* Por outro lado, os [[óxido]]s de ferro presentan variadas aplicacións: en [[pintura]]s, obtención de ferro, e outras. A [[magnetita]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) e o óxido de ferro III (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) teñen aplicacións magnéticas.
Liña 122 ⟶ 120:
Hai indicios do uso de ferro, seguramente procedente de [[meteorito]]s, catro milenios a. C., polos [[Sumeria|sumerios]] e [[Exipto|exipcios]].
Entre dous e tres milenios antes de Cristo foron aparecendo cada vez máis obxetos de ferro (que se distingue do ferro proveniente dos meteoritos pola ausencia de [[níquel]]) na [[Mesopotamia]], [[Anatolia]] e [[Exipto]]. Mentres tanto, o seu uso parece ser cerimonial, por ser un metal moi caro, máis que o [[ouro]]. Algunhas fontes suxiren que talvez era obtido como subproduto da obtención do [[cobre]]. Entre [[1600 a.C.|1600]] e [[1200 a.C.]], obsérvase un aumento do seu uso no [[Oriente Medio]], porén non foi usado para
Entre os séculos XII e X antes de Cristo, ocorreu unha rápida transición no Oriente Medio na substitución das armas de bronce polas de ferro. Esta rápida transición talvez teña ocorrido debido a unha escaseza de [[estaño]] ou a unha melloría na tecnoloxía do traballo co ferro. Este período, que ocorreu en diferentes ocasións segundo o lugar, denominouse [[Idade do Ferro]], substituíndo a [[Idade do bronce]]. En [[Grecia]] iniciouse en torno do ano [[-1000|1000 a. C.]], e non chegou á [[Europa occidental]] antes do século VII a.C. A substitución do bronce polo ferro foi paulatina, pois era difícil producir pezas de ferro: localizar o [[mineral]], extraelo, proceder a súa fundición a temperaturas altas e despois forxalo.
Liña 130 ⟶ 128:
Xunto con esta transición de bronce ao ferro descubriuse o proceso de "carburazción", que consiste en adicionar carbono ao ferro. O ferro era obtido mesturado coa escoira contendo carbono ou carbonatos, e era forxado retirándose a escoira e [[oxidación|oxidando]] o carbono, creándose así o produto xa cunha forma. Este ferro contiña unha cantidade de carbono moi baixa, non sendo posíbel endurecelo con facilidade ao arrefrialo en auga. Observouse que se podía obter un produto moito máis resistente aquecendo a peza de ferro forxado nun leito de [[carbón]] vexetal, para entón mergullalo en auga ou [[aceite]]. O produto resultante presenta unha capa superficial de aceiro, e era máis duro e menos fráxil que o bronce.
En [[China]], o primeiro ferro utilizado tamén era proveniente dos meteoritos. Foron atopados obxectos de ferro forxado no noroeste, preto de Xinxiang, do século VIII a. C. O procedemento utilizado era o mesmo que o usado no Oriente Medio e en [[Europa]].<ref>{{Cite journal|author=Wagner, Donald B. |title=Chinese blast furnaces from the 10th to the 14th century|journal=Historical Metallurgy|volume=37|issue=1|year=2003|pages=25–37}}</ref>
Nos últimos anos da Dinastía Zhou (550 a. C.), en China, conseguiuse obter un produto resultante da fusión do ferro (ferro fundido). O mineral atopado alí presentaba un alto contido de [[Fósforo (elemento)|fósforo]], co cal era fundido en temperaturas menores que as aplicadas en Europa e outros lugares. Aínda, durante moito tempo, ata a Dinastía Qing (221 a. C.), o proceso non tivo unha gran repercusión.<ref name="Wagner">{{cite book|author=Donald B. Wagner|title=Iron and Steel in Ancient China|year=1993|publisher=BRILL|isbn=978-90-04-09632-5|pages=335–340}}</ref>
O ferro fundido levou máis tempo para ser obtido en Europa, pois non se conseguía a temperatura necesaria. Algunhas das primeiras mostras foron atopadas en [[Suecia]], en Lapphyttan e Vinarhyttan, de [[1150]] a [[1350]] d. C.
Liña 142 ⟶ 140:
O alto forno foi evolucionando ao longo dos anos. [[Henry Cort]], en [[1784]], aplicou novas técnicas que melloraron a produción. En [[1826]] o alemán [[Friedrich Harkot]] construíu un alto forno sen cachotería para fumes.
A fins do [[século XVIII]] e inicio do [[século XIX]] comezouse a empregar amplamente o ferro como elemento estrutural en pontes, edificios e outros. Entre [[1776]] e [[1779]] construíuse a primeira ponte de ferro fundido por [[John Wilkinson]] e [[Abraham Darby]].<ref>Spoerl, Joseph S. [http://www.anselm.edu/homepage/dbanach/h-carnegie-steel.htm A Brief History of Iron and Steel Production]. Saint Anselm College</ref>
En Inglaterra foi empregado pola primeira vez o ferro na construción de edificios por [[Mathew Boulton]] e [[James Watt]], no principio do [[século XIX]]. Tamén son coñecidas outras obras deste século, como por exemplo, o "[[Palacio de Cristal]]" construído para a Exposición Universal de [[1851]] en [[Londres]], do arquitecto [[Joseph Paxton]], que ten unha armación de ferro, ou a [[Torre Eiffel]], en [[París]], construída en [[1889]] para a Exposición Universal, onde foron utilizadas millares de toneladas de ferro.<ref>{{cite book | url = http://books.google.de/books?id=fUmTX8yKU4gC&pg=PA190 | pages = 190–191 | title = Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications | isbn = 9783527612345 | author1 = Enghag | first1 = Per | date = 8 de xaneiro de 2008}}</ref>
== Abundancia e obtención ==
Liña 194 ⟶ 192:
== Papel biolóxico ==
O ferro atópase en todos os seres vivos e cumpre numerosas e variadas funcións.
* Existen diferentes [[proteína]]s que conteñen o [[hemo|grupo hemo]], que consiste na unión da [[porfirina]] cun átomo de ferro.<ref>{{Cite book| first1 =S. J.|last1 = Lippard|first2 = J. M.|last2 = Berg|title = Principles of Bioinorganic Chemistry|publisher = University Science Books|place = Mill Valley|year = 1994|isbn = 0-935702-73-3}}</ref> Algúns exemplos son:
** A [[hemoglobina]] e a [[mioglobina]]: a primeira transporta [[osíxeno molecular|osíxeno]] (O<sub>2</sub>), e a segunda almacénao.
** Os [[citocromo]]s [[redución|reducen]] o osíxeno en [[auga]]. Os citocromos P450 catalizan a oxidación de compostos hidrofóbicos, como fármacos ou drogas, para que poidan ser excretados, e participan na síntese de diversas moléculas.
Liña 211 ⟶ 209:
Cando o ferro se atopa nos niveis normais, os mecanismos [[antioxidadante]]s do organismo poden controlar este proceso.
O envelenamento por ferro chámase [[hemocromatose]]. O ferro en exceso acumúlase no [[fígado]] provocando danos neste órgano. Nas transfusións de sangue úsanse ligantes que forman co ferro complexos de alta estabilidade, evitando que ocorra un depósito elevado de ferro libre. Estes ligantes son coñecidos como [[sideróforo]]s. Moitos organismos empregan estes sideróforos para captar o ferro que necesitan. <ref name="pmid10582688">{{Cite journal|title=Red meat and colon cancer: the cytotoxic and hyperproliferative effects of dietary heme |journal=Cancer Research|volume=59 |issue=22 |year=1999 |pmid=10582688 |last=Sesink |first= Aloys L. A. |author2=T |author3=K |author4=V|pages=5704–9}}</ref><ref name="pmid16226281">{{Cite journal|title=Hemoglobin and hemin induce DNA damage in human colon tumor cells HT29 clone 19A and in primary human colonocytes |journal=[[Mutat. Res.]] |volume=594 |issue=1–2 |pages=162–171 |year=2006 |pmid=16226281 |doi=10.1016/j.mrfmmm.2005.08.006 |last1=Glei |first1=M. |last2=Klenow |first2=S. |last3=Sauer |first3=J. |last4=Wegewitz |first4=U. |last5=Richter |first5=K. |last6=Pool-Zobel |first6=B. L.}}</ref>
A dose letal de ferro en nenos de 2 anos é de 3 gramos. Un gramo pode provocar un envelenamento importante.
Liña 218 ⟶ 216:
O ferro ten catro [[isótopo]]s estábeis naturais: <sup>54</sup>Fe, <sup>56</sup>Fe, <sup>57</sup>Fe e <sup>58</sup>Fe. As proporcións relativas destes isótopos na natureza son 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% ).
== Notas ==
{{Listaref}}
== Véxase tamén ==
{{Commons|Iron}}▼
=== Bibliografía ===
* {{Cite book
|last = Weeks
|first = Mary Elvira
|coauthor = Leichester, Henry M.
|year = 1968
|title = Discovery of the Elements
|publisher = Journal of Chemical Education
|location = Easton, PA
|chapter = Elements Known to the Ancients
|pages = 29–40
|lccn = 68-15217
|ref = CITEREFWeeks1968
|isbn = 0-7661-3872-0
}}
* H. R. Schubert, ''History of the British Iron and Steel Industry… to 1775 AD'' (Routledge, London, 1957)
* R. F. Tylecote, ''History of Metallurgy'' (Institute of Materials, London 1992).
* R. F. Tylecote, "Iron in the Industrial Revolution" in J. Day and R. F. Tylecote, ''The Industrial Revolution in Metals'' (Institute of Materials 1991), 200–60.
=== Outros artigos ===
* [[Corrosión]]
Liña 225 ⟶ 246:
=== Ligazóns externas ===
▲{{Commons|Iron}}
* [http://www.coiim.es/enla/Industria/horno_alto.htm Alto forno]
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fe/index.html WebElements.com - Iron]
| |||