Ferro

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February 2, 2023

Il ferro è l'elemento chimico del simbolo Fe e del numero atomico 26. È un metallo appartenente alla prima serie di transizione e al gruppo 8 della tavola periodica. È il quarto elemento più abbondante nella crosta terrestre in termini di massa, appena prima dell'ossigeno (32,1% contro 30,1%), ed è una parte sostanziale del nucleo esterno e del nucleo interno della Terra. Tra i metalli, solo l'alluminio è più abbondante. È anche uno degli elementi più importanti dell'universo e il nucleo terrestre (Nife) è costituito principalmente da ferro e nichel, che mentre si muove attraverso il movimento del pianeta genera un campo magnetico. Storicamente è stato molto importante come elemento di collegamento della tecnica e della cultura umana, al punto che un periodo della storia umana è chiamato l'età del ferro.

Proprietà fisico-chimiche

È un metallo malleabile, tenace, grigio argenteo con proprietà magnetiche; è ferromagnetico a temperatura ambiente. Si trova in natura come parte di molti minerali, molti dei quali sono ossidi, e raramente si trova libero. Per ottenere il ferro allo stato elementare, gli ossidi vengono ridotti con carbonio e quindi sottoposti ad un processo di raffinazione per rimuovere le impurità presenti. L'ossido più abbondante è l'ossido di ferro III, di formula Fe2O3, utilizzato principalmente nella produzione di acciai, costituiti da leghe di ferro con altri elementi, sia metallici che non, che conferiscono proprietà diverse al materiale. Una lega di ferro è considerata acciaio se contiene lo 0,008% e il 2,1% di carbonio; se la percentuale è compresa tra il 2,1% e il 6,67% si parla di colata. È l'elemento più pesante prodotto esotermicamente dalla fusione e il più leggero prodotto dalla fissione, perché il suo nucleo ha la più alta energia di legame per nucleone (energia necessaria per separarsi dalla fissione).nucleo un neutrone o un protone); pertanto il nucleo più stabile è quello del ferro-56. Ha diverse forme strutturali a seconda della temperatura: Ferro α: È quello che è a temperatura ambiente; fino a 788°C. Il sistema cristallino è una rete cubica centrata sul corpo ed è ferromagnetico. Ferro β: 788°C - 910°C; ha lo stesso sistema cristallino di α, ma la temperatura di Curie è di 770°C, e diventa paramagnetica. Ferro γ: 910°C - 1400°C; presenta una rete cubica centrata sulle facce. Ferro δ: 1400°C - 1539°C; presenta ancora una rete cubica centrata sul corpo.

Evento in natura

Il ferro è il sesto elemento chimico più abbondante nell'universo, formato nell'atto finale della nucleosintesi, dal processo di fusione del silicio. Sebbene rappresenti circa il 5% della crosta terrestre, si ritiene che il nucleo terrestre sia costituito da una lega di ferro e nichel, che rappresenta il 35% della massa totale della Terra. Il ferro è di conseguenza l'elemento più abbondante sulla Terra, ma solo il quarto elemento più abbondante nella crosta. Gran parte del ferro è combinato con l'ossigeno come minerali di ossido di ferro, come ematite e magnetite. Un meteorite su venti è costituito da minerale di nichel-ferro: taenite (35-80% di ferro) e kamacite (90-95% di ferro). Sebbene rari, i meteoriti ferrici sono la forma essenziale di ferro metallico naturale sulla superficie terrestre. Si pensa che il colore rosso della superficie di Marte sia dovuto a un ferro ricco di ossido, la regolite.

Applicazioni

Il ferro è il metallo più utilizzato, rappresentando il 95% della produzione mondiale di metallo. È molto popolare per il suo prezzo basso e la sua durezza, soprattutto in automobili, barche e componenti strutturali degli edifici. Il diagramma di fase ferro-carbonio caratterizza acciai e getti. Gli acciai contengono fino al 2,1% di carbonio in peso. Tra il 2,1% e il 6,67% di carbonio, fonderie. Questo valore del 2,1% corrisponde alla solubilità massima