Ferro III E II

1. Introdução

Do Latim Ferrum, que significa Ferro. Foi descoberto em tempos pré-históricos provavelmente de origem meteorítica. Depois começou a ser obtido pela redução de seus minérios (óxidos) com carvão, processo que é utilizado até hoje. É o mais utilizado dos metais e o quarto em abundância na crosta terrestre. [1]

É um metal maleável, tenaz, de coloração cinza prateado apresentando propriedades magnéticas; é ferromagnético à temperatura ambiente. [2]

Os estados de oxidação mais comuns são +2 e +3. Os óxidos de ferro mais conhecidos são o óxido de ferro II, FeO, o óxido de ferro III, Fe2O3, e o óxido misto Fe3O4. Forma numerosos sais e complexos com estes mesmos estados de oxidação. O hexacianoferrato II de ferro III, usado em pinturas, é conhecido como azul da Prússia ouazul de Turnbull. [2]

O ferro, ou melhor, o íon ferro (Fe+2), é muito importante para a nossa saúde e manutenção da vida. É esse íon que mantém as hemoglobinas de nosso sangue funcionando e possibilita que consigam extrair oxigênio do ar quando o sangue passa pelos pulmões, para assim distribuí-lo por todo nosso corpo. O perfeito funcionamento do cérebro também depende do íon ferro. [3]

Geralmente, não é necessário que uma pessoa normal tome suplementos de ferro, pois a alimentação diária já fornece a quantidade que precisamos, sendo que um homem padrão precisa de 10 mg de ferro ao dia, e uma mulher padrão de 18mg (no caso de mulheres grávidas, elas necessitam de uma maior quantidade de ferro.) Além do que, o excesso de ferro pode trazer também problemas de saúde, como o aumento de riscos de câncer, de doenças degenerativas, como o mal de Parkinson, e o comprometimento de algumas funções normais do organismo. [3]

O ferro não existe de forma livre na natureza, mas sim nas formas de seus minérios, ou seja, compostos que contêm ferro, sendo que os principais são: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3), limonita (Fe2O3.H2O) e pirita (FeS2). [4]

É possível realizar transformações nesses minerais para a obtenção do ferro metálico. Geralmente, o mineral utilizado nas siderúrgicas é a e o processo de produção do ferro é feito em altos-fornos. Primeiramente, colocam-se nesses altos-fornos o carvão coque, que irá ser queimado e produzir calor. Depois se adiciona uma mistura de hematita, calcário (CaCO3) e carvão coque. [4]

Uma corrente de ar favorece a queima do carvão coque e é produzido monóxido de carbono (CO), que reage com a hematita, em uma reação de oxirredução: [4]

Queima do carvão coque:

2 C(s) + O2(g) → 2 CO(g)

Redução da hematita pelo CO: 3 Fe2O3(s) + CO(g) → 2 Fe2O4 (s)+ CO2(g)

Fe2O4(s) + CO(g) → 3 FeO(s) + CO2(g)

O óxido de ferro (II) (FeO) reage com monóxido de carbono, formando ferro metálico (Fe0) e dióxido de carbono: [4]

FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g)

O ferro é escoado por uma saída inferior do alto-forno, estando na forma líquida. Outra camada líquida menos densa é formada, sendo chamada de escória, que sai por um conduto separado. Trata-se de impurezas retiradas pelo CaO e pelo CO2, que foram formados na combustão do calcário: [4]

CaCO3 (s)→ CaO(s) + CO2¬(g)

CaO(s) + SiO2 (s)→ CaSiO3(s)

O ferro formado nesse processo é o ferro-gusa, que contém pequenas porcentagens de carbono (cerca de 5%) e, por isso, é quebradiço. A partir dele, pode-se produzir o aço comum, que é uma liga metálica que contém cerca de 98,5% de ferro, entre 0,5 e 1,7% de carbono e traços de silício, enxofre e fósforo. Isso significa que é necessário purificar o ferro-gusa para que ele fique com menos carbono. [4]

Quando atinge a pureza praticamente de 100%, ou seja, quando a porcentagem de carbono é menor que 0,5%, ele é chamado de ferro doce. [4]

2. Objetivo

Desenvolvimento de ensaios que mostrem algumas características do comportamento químico do ferro nos seus estados de oxidação II e III.

3. Fundamentos teóricos

O ferro em seu estado quimicamente puro é um metal cinza prateado. Ë um metal tenaz e dúctil, possui ponto de fusão a 1535 ºC, raramente é comercializado puro, contém pequenas quantidades de carbureto, silicieto, fosfeto e sulfeto de ferro e um pouco de grafite. O Ferro (26Fe) é um metal de transição do Grupo 8 (família VIII B), de configuração eletrônica:[Ar] 4s2 3d6 , seu Nox mais estável é o +2, podendo ter Nox máximo= VI, o qual é raro. O ácido clorídrico diluído ou concentrado e o ácido sulfúrico diluído o dissolvem, formando sais de ferro(II) e liberando hidrogênio. Os íons Fe2+ e Fe3+ produzem complexos, especialmente os complexos hexacoordenados octaédricos.

4. Materiais e Reagentes

Materiais Reagentes

Balança Eletrônica Ácido Sulfúrico concentrado

Bastão de vidro Água Destilada (H2O)

Béquer de 250 mL Carbonato de sódio. (Na2CO3 a 5% )

Bico de Bunsen Cloreto de Ferro III (FeCl3 0,5 M)

Cadinho de Porcelana Ferricianeto de Potássio ( K3[Fe(CN)6] 0,25 M)

Espátula Ferrocianeto de Potássio ( K4[Fe(CN)6] 0,25 M)

Estante para tubos de ensaios Hidróxido de Sódio (NaOH 6,0 M)

Pinça de madeira Iodeto de potássio (KI 1,0 M)

Pipetas de 10 mL e 5 mL Peróxido de hidrogênio (H2O2 P.A)

Pissete Sulfato de Ferro II (FeSO4 0,5 M)

Triângulo de Porcelana Sulfato de Ferro II hepta hidratado (FeSO4 .7H2O P.A.)

Tripé Tiocianato de Potássio ( KSCN 1,0 M)

Tubo de ensaio

Vidro de relógio

5. Procedimento Experimental

5.1. Composto do Ferro III

A- Óxidos de Ferro III

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