Cos'è il ferro, da dove viene e come viene estratto? Questo utile metallo ha molte applicazioni. L'elemento chimico svolge un ruolo importante nell'industria mondiale e il ciclo del ferro in natura è importante nella vita del pianeta.
Cos'è il ferro?
Il ferro è un elemento metallico altamente reattivo chimicamente, specialmente quando interagisce con l'ossigeno. È uno degli elementi più comuni sulla terra e nello spazio. Gli atomi di ferro contengono 26 protoni nei loro nuclei. Il simbolo chimico - Fe (ferum) deriva dal suo nome latino ferum. Nella sua forma pura, è un metallo morbido e fragile, che viene rafforzato dalle impurità. Se combinato con il carbonio, viene prodotto acciaio che utilizza oltre il 98% del minerale di ferro estratto oggi.
Tutti gli atomi di ferro nell'universo si sono formati nei nuclei delle stelle durante le fasi finali della fusione e poi rilasciati nello spazio in esplosioni stellari. È il quarto più grandeelemento nella crosta terrestre dopo silicio, ossigeno e alluminio. Cos'è il ferro? È l'elemento più comune che compone il nostro pianeta, sebbene la maggior parte di esso in massa si trovi molto al di sotto della superficie, nel nucleo terrestre. È presente in quasi tutte le rocce della crosta e del mantello come costituente chimico di centinaia di minerali diversi.
Minerale di ferro
Questo metallo è raro nella sua forma pura. Alcuni meteoriti contengono ferro elementare. Questo elemento reagisce chimicamente con l'ossigeno e l'acqua per produrre minerali contenenti ferro. Qualsiasi pietra che contenga abbastanza di questo metallo da poter essere estratta per scopi economici è chiamata minerale di ferro. I suoi minerali più comuni sono:
- ossido di ferro (formula Fe2O3), che si forma quando esposto all'ossigeno;
- ossido di ferro idratato, che si forma per reazione in acqua.
I minerali di ferro più importanti sono minerali di ossido di ferro chiamati ematite e magnetite. L'elevata concentrazione di Fe li rende i più preferiti nel settore. Il ferro viene estratto nei giacimenti minerari più grandi. Molto spesso si tratta di formazioni che sono antiche rocce sedimentarie. Contengono strati di minerali di ossido di ferro (formula Fe2O3) spessi fino a diversi centimetri.
Dove posso trovare il ferro?
A temperatura ambiente, lo èsolido. È un metallo grigio lucido che arrugginisce nel tempo se esposto all'aria umida. Si combina con molti altri metalli per formare leghe. La portata del ferro è piuttosto ampia. Quando si combina con il carbonio, diventa acciaio. Può anche essere combinato con altri metalli come nichel, cromo e tungsteno. Queste leghe sono molto resistenti e possono essere utilizzate per realizzare ponti ed edifici.
Il ferro è un elemento molto antico che è stato utilizzato sulla Terra per molto tempo. I suoi oggetti sono stati trovati nell'antico Egitto. C'è stato anche un intero periodo di tempo (1200-500 aC) a lui intitolato: l'età del ferro, quando veniva utilizzato per fabbricare strumenti e armi. Per trovare questo metallo utile, devi cercarlo nel sottosuolo. Si trova sia nella crosta terrestre che nel nucleo della terra. C'è più ferro sulla Terra di qualsiasi altro metallo. Questo elemento può essere trovato anche su altri pianeti, incluso il nucleo di Giove e Saturno, così come la superficie polverosa rossa di Marte (motivo per cui è stato chiamato il Pianeta Rosso).
Ciclo del ferro terrestre in natura
Il ferro (Fe) segue il ciclo geochimico, come molti altri nutrienti. Di solito viene rilasciato nel suolo o nell'oceano attraverso gli agenti atmosferici delle rocce o le eruzioni vulcaniche. Nell'ecosistema terrestre, le piante assorbono prima il ferro dal suolo attraverso le loro radici. È un nutriente estremamente importante che si muove tra gli organismi viventi e la geosfera.
Ferroè un importante nutriente limitante per le piante, che lo utilizzano per produrre clorofilla. La fotosintesi dipende da un adeguato apporto di questo metallo. Le piante lo assimilano dal terreno alle radici. Gli animali consumano la pianta e la usano per produrre emoglobina. Quando muoiono, si decompongono ei batteri restituiscono il metallo al suolo.
Ciclo marino di ferro
Il ciclo marino del ferro in natura è molto simile al ciclo terrestre. Questo processo si verifica a causa dell'attività vitale di alcuni microrganismi che ossidano il metallo in idrossido e ottengono carbonio dall'anidride carbonica. I batteri del ferro in un fiume, in un mare o in qualsiasi altro specchio d'acqua estraggono energia per il loro ciclo vitale e, dopo il suo completamento, si depositano nel terreno sotto forma di minerale di palude.
Anche il ruolo del ferro negli ecosistemi oceanici è significativo. I principali produttori che assorbono questo metallo sono solitamente il fitoplancton o i cianobatteri. Il ferro viene quindi assorbito dai consumatori quando mangiano questi batteri. Il ciclo del ferro in natura è un processo estremamente complesso. Dipende da molti fattori concomitanti: reazioni chimiche, tipi di habitat e gruppi di microbi. Tutto questo lo collega ad altri cicli biogeochimici della Terra altrettanto importanti.
Caratteristiche generali
Il ferro sotto forma di vari minerali combinati è uno degli elementi più comuni che costituiscono circa il 5% della crosta terrestre. I minerali ferrosi più importanti sonoossidi e solfuri (ematite, magnetite, goethite, pirite, marcasite). Questo metallo è presente anche nei meteoriti, su altri pianeti e nel sole. Il ferro si trova sia in mare che in acqua dolce.
Fatti interessanti
Ecco alcuni fatti interessanti su questo elemento chimico apparentemente semplice:
- Il ferro è un elemento essenziale per la nutrizione delle piante e aiuta a trasportare l'ossigeno nel sangue, favorendo così la vita sulla Terra.
- È un solido fragile, classificato come metallo nel gruppo 8 della tavola periodica degli elementi. Nella sua forma pura, si corrode rapidamente dall'esposizione all'aria umida e alle alte temperature.
- È il quarto elemento più abbondante nella crosta terrestre per peso e si ritiene che la maggior parte del nucleo terrestre sia ferro.
- La maggior parte viene utilizzata per produrre acciaio, una lega di ferro e carbonio, che a sua volta viene utilizzata nella produzione e nell'edilizia, come il cemento armato.
- L'acciaio inossidabile contenente almeno il 10,5% di cromo è altamente resistente alla corrosione. Viene utilizzato nelle posate da cucina e negli utensili come pentole in acciaio inossidabile.
- L'aggiunta di altri elementi può conferire all'acciaio nuove proprietà utili. Ad esempio, il nichel aumenta la durata della lega e la rende più resistente al calore e agli acidi.
Brevi informazioni sull'elemento Fe
- Numeroprotoni nel nucleo: 26.
- Simbolo atomico: Fe.
- Massa media di un atomo: 55,845 g/mol.
- Densità: 7,874 grammi per centimetro cubo.
- Fase a temperatura ambiente: solida.
- Punto di fusione: 1538 0C.
- Punto di ebollizione: 2861 0C.
- Numero di isotopi: 33.
- Isotopi stabili: 4.
Applicazioni principali
Il ferro è utilizzato in molti settori come l'elettronica, la produzione, l'automotive e l'edilizia. Le seguenti sono le applicazioni del ferro:
- Come costituente primario di metalli ferrosi, leghe e acciai.
- Una lega che utilizza carbonio, nichel, cromo e vari altri elementi per produrre ferro o acciaio.
- In magneti.
- Nei prodotti in metallo finiti.
- Nell'attrezzatura industriale.
- Nell'attrezzatura di trasporto.
- Negli strumenti.
- In giocattoli e articoli sportivi.
Il ferro costituisce il 5% della crosta terrestre ed è uno dei metalli più comuni e utilizzati. Questo elemento si trova anche nella carne, nelle patate e nelle verdure ed è essenziale per gli animali e per l'uomo. È parte integrante dell'emoglobina. Il metallo ha un aspetto grigiastro ed è altamente duttile e malleabile. Si dissolve facilmente negli acidi diluiti ed è reattivo. Le principali aree di estrazione del ferro sono Cina, Australia, Brasile, Russia e Ucraina.
