Fierul

Simbol: Fe

Numar atomic: 26

Masa atomica: 55.845 uam

Punctul de topire: 1535.0 °C (1808.15 °K, 2795.0 °F)

Punctul de fierbere: 2750.0 °C (3023.15 °K, 4982.0 °F)

Numarul de protoni/electroni: 26

Numarul de neutroni: 30

Clasificare: metal de tranzitie

Structura cristalina: cubica

Densitatea la 293 K: 7.86 g/cm3

Culoare: argintie

Structura atomica:

Numarul de straturi: 4

Primul strat: 2

Al doilea strat: 8

Al treilea strat: 14

Al patrulea strat: 2

Izotopi Perioada de injumatatire

Fe-52 8.3 ore

Fe-54 Stabil

Fe-55 2.7 ani

Fe-56 Stabil

Fe-57 Stabil

Fe-58 Stabil

Fe-59 54.5 zile

Fe-60 1500000 ani

Amanunte

Anul descoperirii: era cunoscut inca din antichitate

Originea numelui: din cuvantul latinesc ferrun (fier)

Se foloseste in: otel, apare si in compozitia hemoglobinei (o microparticula care transporta oxigenul in sange)

Se obtine: se extrage mineru de fier

Coroziunea

Coroziunea este un proces nedorit prin care multe metale cu potenţiale de oxidare pozitive sau slab negative sunt transformate în compuşi ai lor. Bine cunoscută şi deosebit de păgubitoare pentru economie este ruginirea ferului.

Pentru ca ferul să ruginească este necesară prezenţa simultantă a aerului şi a apei. În aer uscat ferul nu rugineşte, nici în apă deoxigenată. Prezenţa acizilor şi a numitor săruri (de ex. a celor din apa de mare, NaCl, MgCl2 etc.) favorizează mult coroziunea. Alte săruri (de ex. Na2CO3) dinpotrivă înhibă coroziunea.

Reacţiile care au loc la ruginirea ferului sunt, după cunoştiinţele noastre, următoarele:

Fe -----> Fe + 2e (a)

2H2O + 2e ----> 2H + 2H2O (b)

Dacă concentraţia ionilor de hidrogen este mare şi deci reacţiile (a) şi (b) sunt rapide, atomii de hidrogen care se formează se împreună dând molecule de hidrogen; pe suprafaţa ferului apar broboane de hidrogen gazos (2H ---> H2). În mod normal atomii de hidrogen reacţionează însă cu moleculele de oxigen, dizolvate în apă, dând apă:

2H + 1/2O2(soluţie) ---> H2O (c)

Ionii Fe formaţi în reacţia (a) reacţionează cu apă conţinând oxigen (din aer, dizolvat) şi dă rugina (identică cu mineralul lepidocrocita, in care ferul este în starea de oxidare +3:

2Fe + 1/2 O2 + 7H2O ---> 2Fe(O)OH + 4 H2O (d)

În reacţia (d) se formează deci ioni de hidrogen, care se consumă în reacţia (b). Apa naturală conţine întotdeauna puţin bioxid de carbon dizolvat, care, la aceste concentraţii joase, formează cu apa acid carbonic CO2+H2O ---> H2CO3. În mare parte ionizat H2CO3 + H2O ---> H2O + HCO3. Aceste concentraţii joase de ioni de hidrogen sunt suficiente pentru a iniţia ruginirea.

Reacţiile (a) şi (b) nu au loc neapărat în acelaşi punct al bucăţii de fer care rugineşte. Electronii ce iau naştere în reacţia (a) pot curge prin fer şi da naştere la atomi H în alt loc. Procesul acesta este mult favorizat dacă în acest al doilea punct se află (în contact metaliccu ferul) un alt metal , o impuritate, cu potenţial de oxidare mai puţin pozitiv decât ferul (de ex. cupru). Chiar in fierul industrial obişnuit, unele puncte ale suprafeţei ("puncte anodice") sunt mai reactive, dau naştere mai uşor unor ioni Fe˛, conform reacţiei (a). In alte puncte ("puncte catodice") are loc reacţia (b). Diferenţa între potenţialele punctelor anodice şi catodice se datoreşte unor mici variaţii locale în compoziţia sau chiar numai în forma cristalină a metalului. Evident că, simultant cu circulaţia electronilor prin metal, trebuie să aibă loc şi un transport de ioni în circuitul exterior (de ex. prin pământul umed, la obiecte de fier îngropate). De aceea electroliţii accelerează mult coroziunea.

Fierul in organism

De o importanta capitala pentru echilibrul sangvin, fierul este mineralul care ar trebui sa trezeasca atentia indeosebi tinerelor femei. Intr¬adevar, acestea sunt predispuse carentelor de fier, cauzate de pierderile pe care le sufera in timpul menstruatiei si de cerintele crescute din timpul sarcinii si al perioadei de alaptare. Fierul este necesar organismului pentru producerea hemoglobinei (transportatorul oxigenului), care colorează în roşu celulele roşii ale sângelui, miohemoglobinei, pigmentului similar, care se găseşte în ţesuturile musculare, şi în calitate de ajutor în diversele reacţii importante enzimatice.