Fierul

Fierul este un element chimic metalic, notat cu simbolul Fe (din limba latină: ferrum), ce are numărul atomic 26 și masa atomică 56. Este un metal aflat în prima grupă a metalelor tranziționale. Este elementul chimic cel mai întâlnit pe Terra, formând cea mai mare parte a nucleului acestei planete și este al patrulea element ca abundență în scoarța terestră. Este produs în cantitate mare ca rezultat de fuziune în stelele cu masă mare, unde producerea de nichel-56 (care se dezintegrează în fier) este ultima reacție de fuziune nucleară ce este exotermă, devenind ultimul element care se produce înaintea stingerii unei supernove ce duce la reacții ce împrăștie precursorii radionuclizilor fierului în spațiu.

La fel ca și alte elemente ale grupei 8 (cadmiu, osmiu, etc.), fierul prezintă numeroase stări de oxidare, de la -2 la +6, deși cele mai comune sunt +2 și +3. Fierul elementar este întâlnit în meteoriți și unele medii sărace în oxigen, însă este reactiv cu oxigenul și apa. Suprafețele proaspăt tăiate ale fierului au o culoare gri-argintie, sunt lucioase, însă se oxidează în aer, produsul de reacție fiind oxizii de fier, cunoscuți de asemenea sub denumirea de rugină. Spre deosebire de alte metale care pasivarează straturi de oxid, oxizii de fier ocupă un volum mai mare ca al volumului de fier, iar astfel oxizii de fier pot fi îndepărtați și să expună suprafețe proaspete pentru coroziune.

Fierul metalic a fost utilizat încă din Antichitate, deși aliajele cu punct scăzut de topire al cuprului au fost folosite primele în istorie. Fierul pur este moale (mai moale decât aluminiul), însă nu se poate obține prin topire. Materialul este întărit de impurități din procesul de topire, precum carbonul. O anumită proporție de carbon (între 0,2% și 2,1%) produce oțelul, care poate fi de 1000 de ori mai rezistent decât fierul pur. Fierul metalic brut este obținut în furnale, unde minereul este redus de către cocs la fonta. O prelucrare ulterioară cu oxigen reduce conținutul de carbon pentru a se obține oțel. Oțelurile și aliajele din fier cu conținut scăzut de carbon, în combinație cu alte metale, sunt de departe cele mai comune metale în industrie, datorită numărului mare de proprietăți dezirabile.

Compușii chimici ai fierului, care includ compuși feroși și ferici, au multe utilizări. Oxidul de fier amestecat cu pudră de aluminiu poate fi aprins pentru a crea termitul, folosit în prelucrarea minereurilor. Formează compuși binari cu halogenii și calcogenii. Printre compușii organometalici, ferocenul a fost primul compus-sandwich descoperit.

Fierul joacă un rol important în biologie, formând substanțe compuse cu oxigen molecular în hemoglobina și mioglobina; acești doi compuși sunt proteine comune ce au rol în transportul oxigenului la vertebrate. De asemenea, fierul este metalul cel mai utilizat în enzimele redox cele mai importante, care sunt implicate în respirația celulară, procesele de oxidare și reducere la organismele vegetale și animale.

Fierul – element chimic, metal greu, cu Z = 26, A = 56 aflat în grupa a VIII B, perioada a 4 – a, care aliat cu carbonul sau cu alte elemente, se foloseşte pe scară largă în industrie în obţinerea aliajelor.

Proprietatile fierului:

• în stare pură este un metal cenuşiu, prezintă luciu metalic caracteristic;

• are duritatea 4 şi densitatea 7,8 kg/dm3, fiind un metal greu;

• este bun conductor de căldură şi de electricitate

• este maleabil şi ductil.

Proprietati chimice :

• fierul se combină cu oxigenul şi sulful, formând oxizi şi respectiv sulfuri;

Fe + S = FeS sulfura de fier

3Fe + 2O2 = Fe3O4

fier – oxigen – oxid de fier

• fierul reacţionează cu acizii diluaţi şi formează sărurile corespunzătoare: cloruri, sulfaţi, azotaţi;

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑

fier – acid clorhidric – clorura de fier II – hidrogen

• fierul înlocuieşte unele metale din sărurile lor.

Fe + CuSO4 = FeSO4 +Cu↓

fier – sulfat de cupru – sulfat de fier – cupru

Fe + H2S04 = FeS04 + H2↑

fier – acid sulfuric – sulfat de fier – hidrogen

Fe + HNO3 – NU reacţionează; fenomenul poartă numele de pasivitate.

- Fe rugineşte în aer umed.