O elemento químico ferro é o metal de transição (localizado no bloco intermediário da Tabela Periódica de configuração eletrônica terminada em d) mais abundante da crosta terrestre, e o quarto dentre todos os elementos químicos. Pode-se dizer que também é abundante no Universo, uma vez que foram já encontrados meteoritos que o contêm como proncipal constituinte em massa. O ferro é encontrado em uma vasta gama de minerais, destacando-se a hematita, de fórmula molecular Fe2O3, em um composto magnético de nome magnetita, cuja fórmula molecular é Fe3O4, e a pirita, um composto contendo átomos de enxofre de fórmula molecular FeS2. Uma grande parte dos compostos do elemento ferro são de natureza óxida, de maior ou menor impureza.
Os estados de oxidação mais comuns para o cátion de ferro são os +2 e o +3, os quais são, respectivamente, identificados pelos sufixos OSO e ICO. Dentre os compostos que apresentam o ferro nesses estados de oxidação, estão o óxido ferroso (FeO) e o óxido férrico (Fe2O3). Mas o elemento ferro pode ainda dar origem a compostos nos quais esse elemento assume outros estados de oxidação, que podem variar de +4 a +6, os quais são menos comuns do que os demais. Por exemplo, no composto ferrato de potássio, de fórmula molecular K2F3O4, o ferro está no estado de oxidação +6, tendo este cátion perdido seis elétrons. Já os estados de oxidação +4 e +5 para o ferro são vistos em processos de origem enzimática.
Nos processos de obtenção do elemento químico ferro merecem destaque aqueles que envolvem a oxi-redução (variação de NOX). Por exemplo, tem-se a redução dos minerais de natureza óxida, onde inicialmente os óxidos do elemento ferro são reduzidos com monóxido de carbono, produzindo assim o ferro metálico, conforme as equações abaixo, que expressam a redução da magnetita.
Fe3O4 + 3CO → 3FeO + 3CO2
Na equação acima são necessários três mols de monóxido de carbono para cada mol de magnetita, de modo que o produto de interesse é o óxido de ferro, o qual é obtido em três mols, ao lado de três mols de gás carbônico.
FeO + CO → Fe + CO2
Este óxido de ferro reage então com outra molécula de monóxido de carbono, resultando então em ferro metálico (produto de interesse) e gás carbônico como subproduto.
Esse é um dos processos pelos quais o ferro elementar, metálico, pode ser obtido, sendo hoje de relevância para a indústria.
Referências:
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
SARDELLA, Antônio; MATEUS, Edegar; Curso de Química: química geral, Ed. Ática, São Paulo/SP – 1995.
MAHAN, Bruce M.; MYERS, Rollie J.; Química: um curso universitário, Ed. Edgard Blucher LTDA, São Paulo/SP – 2002.