Fierul si aplicatiile sale

Fieruleste unelement chimicmetalic, notat cusimbolulFe(din limba latin:ferrum), ce are numrul atomic 26 i masa atomic 56.Este un metal aflat n prima grup ametalelor tranziionale. Este elementul chimic cel mai ntlnit peTerra, formnd cea mai mare parte a nucleului acestei planete. La fel ca i alte elemente ale grupei 8, fierul prezint numeroase stri de oxidare, de la -2 la +6, dei cele mai comune sunt +2 i +3. Fierul elementar este ntlnit nmeteoriii unele medii srace noxigen, ns este reactiv cu oxigenul iapa. Suprafeele proaspt tiate ale fierului au oculoaregri-argintie, sunt lucioase, ns seoxideaznaer, produsul de reacie fiindoxiziide fier, cunoscui de asemenea sub denumirea derugin. Fierul pur este moale (mai moale dectaluminiul), ns nu se poate obine printopire. Materialul este ntrit de impuriti din procesul de topire. O anumit proporie de carbon (ntre 0,2% i 2,1%) produceoelul, care poate fi de 1000 de ori mai rezistent dect fierul pur. Fierul metalic brut este obinut nfurnale, undeminereuleste redus de ctrecocslafonta. O prelucrare ulterioar cu oxigen reduce coninutul de carbon pentru a se obine oel. Oelurile i aliajele din fier cu coninut sczut de carbon, n combinaie cu alte metale, sunt de departe cele mai comune metale nindustrie, datorit numrului mare de proprieti dezirabile. Compuii chimici ai fierului, care includ compui feroi i ferici, au multe utilizri. Oxidul de fier amestecat cu pudr de aluminiu poate fi aprins pentru a creatermitul, folosit n prelucrarea minereurilor. Formeaz compui binari cuhalogeniiicalcogenii. Printre compuii organometalici, ferocenul a fost primul compus-sandwich descoperit.Fierul joac un rol important nbiologie, formnd substane compuse cu oxigen molecular nhemoglobinaimioglobina; aceti doi compui suntproteinecomune ce au rol n transportul oxigenului lavertebrate. De asemenea, fierul este metalul cel mai utilizat n enzimeleredoxcele mai importante, care sunt implicate nrespiraiacelular, procesele deoxidareireducerela organismelevegetaleianimale.Proprietile mecanice ale fierului i ale aliajelor sale sunt evaluate prin teste variate, precum scala Brinell, scala Rockwell sau teste de traciune, printre altele; rezultatele fierului sunt att de consistente nct fierul este des folosit pentru calibrarea msurtorilor sau pentru a compara rezultatele unui test cu ale altuia.[2][3]Acele msurtori dezvluie c aceste proprieti mecanice ale fierului depind de puritate: cele mai pure cristale de fier sunt mult mai moi dect cele de aluminiu. Adiia a doar 10 pri per milion de carbon le poate dubla duritatea.[1]Duritatea crete rapid cu un coninut de carbon de 0,2% i este saturat la ~0.6%.[4]Fierul produs industrial, care este cel mai pur (aproape 99,99% puritate), are o duritate de 20-30Brinell.[5]Minereuri[modificare|modificare surs]Datoritreactivitiisale mari, n natur fierul se gsete n stare pur doar n cazuri foarte rare, de obicei nmeteoriii feroi.Cele mai des utilizate minereuri de fier sunt hematitul, magnetitul,ilmenitul(FeTiO3),sideritul(FeCO3),limonitul(amestec degoethit- -FeO(OH) - ilepidocrocit- -Fe3+O(OH)) ipirita(FeS2).Cele mai mari zcminte de minereu de fier sunt asociate cu aa-numiteleformaiuni feroase n benzi(n englez:Banded Iron Formations).Minereurile de fier se exploateaz att n exploatri de suprafa, ct i nmine. Cele mai importante exploatri de suprafa se gsesc nAmerica de Sud(n special nBoliviaiBrazilia), n vestulAustraliei, nChina, nUcrainaiCanada. n ultimii ani, aceste ri au nlocuit treptat rile cu tradiie n extragerea minereului de fier din mine, cum ar fi Frana, Suedia sau Germania. Cel mai importantzcmntde fier se afl laEl Mutnn Bolivia, unde se estimeaz c exist cca. 40 miliarde tone de minereu cu un coninut de fier de peste 50%.[13]Dup extragere, minereul se mrunete i se macin, dup care granulele de minereu se sorteaz dup mrime i sesinterizeaz. Aceasta nseamn c, sub influena unei clduri foarte mari i cu adaosuri de materialecalcaroase, granulele mici se unesc n bulgri mai mari, poroi. Acest lucru este esenial pentru c, ulterior, granulele fine ar mpiedica trecerea normal a curentului de aer prin furnal.

Stare de agregaresolid (feromagnetic)

Punct de topire1811K(1538 C)

Punct de fierbere3134K(2861C)

Energie de vaporizare340kJ/mol

Energie de combinare13,81 kJ/mol