Divirta-se com o Clube da Química

www.clubedaquimica.com

Ferro

Divirta-se com o Clube da Química propõe uma maneira divertida

de ensinar a química usando as palavras cruzadas e jogos como o Soduku,

caça palavras, dominox, etc.

Prof. Dr. Genilson Pereira Santana

Produzido por

Genilson Pereira SantanaDoutor em Físico-Química pela UfmgProfessor da Universidade Federal do Amazonas

Genikele Pereira SantanaGraduanda em Engenharia Civil pela Unileste

Idade do Ferro

1

s p r ime i r o s s e r e s

humanos v i ve ram

durante a Idade da OPedra, período em que os povos

faziam ferramentas e armas

d e p e d r a . M a i s t a r d e ,

aprenderam a produzi-las com

uma mistura de cobre e

bronze, período conhecido

como Idade do Bronze. A Idade

do Ferro começou quando os

seres humanos aprenderam a

extrair ferro das pedras com fogo muito quente para produzir

ferramentas. Esse conhecimento difundiu-se rapidamente pelo

Oriente Médio, Egito, Grécia, África ocidental, norte da Europa,

Índia e leste da Ásia. A Austrália e as Américas não tiveram a

Idade do Ferro, somente mais tarde que os colonizadores europeus

levaram o conhecimento para esses lugares. O uso do ferro trouxe

importantes mudanças para a vida das pessoas, como produção de

instrumentos agrícolas, espadas e outros armamentos. Durante a

Idade do Ferro houve outras mudanças na tecnologia, por exemplo,

construção de grandes fortalezas e pontes, escavação de minas

mais profundas na busca de sal e outros minérios valiosos. O

término da Idade do Ferro ocorreu com a difusão da escrita pelos

seres humanos. Mesmo assim, o ferro continua a ser um metal

importante, ele ainda cerca toda a humanidade nos mais diversos

lugares, destacando a mistura dele com o carbono para formar o

aço.

C O B R E J A S H E R F E R R O

W S P R A I C E R G M O U E A L

E A N B D Q A E E R E R R F S A

T T R S E T N O P E T T O R S T

S N I J U I A T R W E A P I D R

A E I L S E D A D I C L A G I O

L M F A P O O M S E N E O E N E

S A M V O A E E T S O Z C R S L

I R I A R C Z R R E L A A A T E

A R N D A U A I E T O S R N R O

I E E I O R E C I N G O B T U I

L F R X A T D A T O I I O E M D

A A I O D S I S S A A I N S E E

R T O E G N F G O C T Z O W N M

T U S A S O U S E A A A H S T E

S P C R O C S X L V N T E O O T

U M I S A O A C E A A I L N S N

A O L R O E O L A C I R F A T E

D C D C A C O P A S D C S M E I

X E S F L P X A P E N S E U L R

P A E Z N O R B A A I E I H E O

Caça palavras do ferro

2

PLANETATECNOLOGIAORIENTEMINERIOSESCRITAINDIACARBONOEUROPAACOASIAPONTESMAGNETITAPIRITATERRAFOGOOUROAMERICAARTEFONTECORFERROHEMATITAPRETAROCHAS

O elemento ferro

3

ferro (do latim ferrum) é

um elemento químico que

na temperatura ambiente Ose encontra no estado sólido. Ele

é extraído da natureza sob a

forma de minério de ferro em alta

temperatura. Inicialmente, o

ferro passa pelo estágio de ferro-

gusa na forma de lingotes.

Controlando-se o teor de carbono

obtém-se várias formas de uma

chamada de aço. Esse elemento

de transição é o quarto elemento

mais abundante da crosta

terrestre (aproximadamente

5%). O ferro também é um dos elementos mais abundantes do

universo. O núcleo da Terra é formado principalmente por ferro e

níquel (NiFe). Em termos de característica o ferro é um metal

maleável, tenaz de coloração cinza prateada e ferromagnética a

temperatura ambiente. Ele é encontrado na natureza fazendo parte

da composição de diversos minerais, entre eles muitos óxidos, como

o FeO (óxido de ferro II, ou óxido ferroso) ou como Fe O (óxido de 2 3

ferro III, ou óxido férrico). Para obter-se ferro no estado elementar,

os seus óxidos são reduzidos com carbono e imediatamente

submetidos a um processo de refinação para retirar as impurezas

presentes.

M U R R E F A S H M I N E R I O

C S P E A I C E E T N E I B M A

E R N R D Q A E T R E M R F S U

T T O T E T N O N E T A O E S N

S N I S X I S T A W E L P R D I

E O I E T E O A D I C E A R I V

T D F R R A D M N E N A O O N E

O I M R A A I E U S O V C M S R

G L I E I C X R B F L E A A T S

N O N T D U O I A E O L R G R O

I S E I O R E S I R G O U N U I

L F R X A T U A T R I I T E O D

A A I O D G I S S O A I A T A O

O C A E O N F G O C T Z R I C A

T E R R A O U A E A A A E C A C

C A R B O N O X Z V N T P A N I

U E I S A O A C E N A I M N I S

F O W L E U Q I N C I R E A F N

D C D C A C O P A S D C T M E A

X E S Y O D A T S E N S E U R R

O T R A U Q R B N U C L E O E T

O lado histórico da pirita – FeS2

4

nome pirita vem do

grego e significa

pedra de fogo . OAtualmente, a maioria das

pessoas já ouviu falar de

pirita como o ouro de tolos

devido aos seus cristais

brilhantes da cor do ouro.

Essa característica chamou a

atenção de muitas culturas

diferentes. É bastante

comum encontrar nessas

culturas histórias de fraude,

trapaça e reivindicações

alquimísticas. A pirita

ocupa um lugar único na

história da humanidade,

tornou-se parte integrante

da tradição mineira na América durante o século 19, presença em

textos antigos sumérios, na filosofia grega e poesia medieval. A

pirita era popular na época romana como uma fonte de faíscas

quando golpeado com aço. Ela também foi usada como uma fonte

de ignição, na maioria das armas de fogo. A pirita acompanhou os

alquimistas medievais desde os árabes antigos, chinês,

indianos, e pelos mundos clássicos. Ela mostrou ser um mineral

fundamental para o desenvolvimento de várias culturas antigas.

A pirita está presente nas origens de nossa arte, impregnadas em

diversos objetos de cerâmicos e pinturas das mais variadas

culturas. A sua influência se estende pela evolução humana,

formação de sociedades, através da ciência e da indústria.

Portanto, a pirita é pré-requisito para compreender os ambientes

antigos, modernos do nosso planeta.

O G O F E C A M E R I C A R R C

W R P R A H C E R A M I C O S R

T E D A D I N A M U H R R F E I

T G R S E N S O N R E D O M T S

O A A J U E A T O W E A P I N T

A E I L S S D G D I V L I G E A

C S C A P O E M I E O E N E I I

I A N V O R E S N S L S T R B S

N C E A G C Z A D O U O U A M E

G I I D A U A C U N C L R N A O

I T C I O R E S S A A O A T U E

L S R X A T D I T I O T S L M T

H I S T O R I A R D A I N A E R

S M A E G N F F I N T Z O V A A

O I R A S O U S A I A A H E T E

I U U R S C S A L V N T E I E A

R Q T E A E A C R A A I L D N T

E L L R T E B L A D I R F E A I

M A U C A N O A A S E C S M L R

U E C F L P O A R E N P E U P I

S A O U R O R F A A R O C H E P

5

A magnetita um óxido de ferro que orienta

a natureza, o ferro ocorre

principalmente em compostos

como: hematita (Fe O ), N 2 3

magnetita (Fe O ), siderita (FeCO ), 3 4 3

limonita (Fe O .H O) e pirita (FeS ). 2 3 2 2

A hematita é o principal mineral

explorado para a obtenção do aço. Já

a magnetita é um mineral magnético

c u j a c o m p o s i ç ã o é

FeO

Fe O ferro oxigênio2 3

Terra

bússolas

,

aproximadamente, 69% de e

31% de ou 72,4% de e 26,7% de . A magnetita

é a pedra-imã mais magnética de todos os minerais da , e

a esta propriedade foi utilizada para a fabricação de . O

nome, magnetita vem da região onde a mesma era antigamente

encontrada, que era a Magnésia (região da Grécia), e magnésia

quer dizer "lugar das pedras mágicas", pois estas pedras

"magicamente" atraiam-se. Cristais de magnetita são

encontrados em certos tipos de bactérias (por exemplo, na

Aquaspirillum magnetotacticum), em cérebros de abelhas,

cupins, peixes, ursos, alguns pássaros (por exemplo, em

pombos) e em seres humanos. Acredita-se que estes cristais

estão envolvidos no processo de magnetorecepção (capacidade

de perceber a polaridade ou a inclinação do campo magnético da

Terra) e na navegação animal por orientação magnética.

M A G N E T I C A E A T I R I P

B S R R A I S N I P U C U E A L

U A E B D Q A E E R E R R F S T

S T C S A T I T A M E H O R E T

S O I J U I A T R W E A P R D R

O A A L S E U A D I C L R G I O

L C F A P O R M S E O A O C N E

A P W V O A S E T S A Z C R S A

S E I A L C O R R E C A A I O I

F C N S A U S P A T A S R S A S

E E U I R R E O I T C O B T C E

R R R A I L I M O N I T A A A N

R O I R D S A B S A R R N I T G

O T T E A N T O E C B Z E S N A

T E H N D O I S X A A A H D E M

S N C I E C T X I V F T E O I T

U G I M A O E C E A W I L N R S

A A L R O E N L P A S S A R O S

D M O A C A G E V A N C S A E I

X Q S A M I A R D E P S E U C R

S A C I G A M B A B E L H A S O

Algumas propriedades do ferro

6

A

L

ATOMOPRATEADABRANCAFERROTRANSICAOACINZENTADAPIRITASULFETOOXIDACAOCARBONONIQUELLIGACROMOHEMOGLOBINAANEMIAOXIGENIOHEMACIAMALEAVELALFAGAMADELTACONDUTIVIDADE

Objetivos do uso do ferro no passado e presente

7

“Meu objetivo é criar algo excepcional que engrandeça as cidades e enriqueça as vidas de quem mora e trabalha nelas»

O meu objetivo é ter uma caça que melhore a minha vida

Pré-histórico

No presente

Santiago Calatrava

Os óxidos e as pinturas antigas

8

C O C A T I T A M E H F C A L O

W S O R A M O R R A M O I I A L

C A R V A O A E E R E R N R S I

T T A S E T F O P W T T Z O S L

Q I N J U I E T A T A A A T D A

S N T L S E R A M O L G P S I S

O O E A P O R M A N I O D I X O

S M S V O A O E R A C E C H S L

S I I A O C H R E L O T A E T O

O L N R T U I I L I O H R R R S

I E R I N R D C O D G I B P U I

L E R S E T R A T A I T O E S D

F A N O M S A J S D A A N S O S

R O T O I O T N O E T S O W T A

T U S H C H A A E S A A L S N D

S P O N E L D R S I N H A O E I

A M F A U E O A E A A C T N M R

T O R T Q M S L A M R O E A G O

N C O S A R O P A I D R G M I L

I E M A T E R P P N N S E U P O

T A A C A V E R N A S W V T E C

origem das tintas

e s t á n a p r é -

história, quando Ap i n t a v a m f i g u r a s

coloridas nas paredes

das cavernas com tintas

grosseiras. Geralmente,

as tintas usadas eram

fe i tas de corantes

naturais: terras, carvão

vegetal, óxido de ferro,

cal branco e ossos

queimados de animais.

Os tons de vermelho,

assim como o amarelo e o

lilás, eram obtidos a

partir do aquecimento de

pigmentos feitos de

óxido de ferro (goethita,

hematita e limonita),

encontrados dentro das

cavernas. A goethita é um

óxido de ferro com

óxidos ferro amorfos

minerais

As tonalidades

de preto foram proporcionadas pelo óxido de

manganês ou carvão de madeira.

fórmula química FeO(OH)

que pode ocorrer em

vários tons de castanho, laranja, amarelo e vermelho. A hematita com

fórmula α-Fe O é um mineral muito comum nos solos e rochas, possui 2 3

brilho metálico e coloração preta, cinza, marrom, marrom

avermelhado ou vermelho. E a limonita é um termo aplicado a um grupo

de de hidratados, e de cor amarela ou

acastanhada, formados a partir da oxidação de que contêm

ferro. O aparecimento das cores estava relacionado

ao tipo de aquecimento e atmosferas que os

óxidos de ferro eram submetidos.

9

CURIOSIDADE!!!

Na alquimia, o ferro é representante do planeta Marte. E na astrologia, o ferro governa a força f í s i c a , e s i m b o l i z a a e n e r g i a predominantemente masculina. Salienta-se que o símbolo para o ferro na alquimia representa o sexo masculino. Filosoficamente, ferro representa uma necessidade de moderar instintos mais primitivos, e, ao mesmo para abraçar o fogo interno.

Os alquimistas e os primeiros químicos usaram uma variedade de símbolos para representar as substâncias. Entre eles, a seta e um círculo foram usados para aqueles compostos à base de ferro.

Como produzir o aço

10

G

Coloque as palavras do fluxo no Dominox

A era do aço

11

produção de aço só foi

possível com surgimento da Aforja catalã (considerada o

embrião dos altos-fornos utilizados na

atualidade). A forja era uma lareira

feita de pedra e foles manuais que

inflavam a forja de ar, aumentando a

temperatura e quantidade de ferro

produzido. Dessa forma, foi possível

obter ferro em estado líquido, e não

mais pastoso. Com o uso de altos

fornos o minério de ferro passou a ser

fundido em temperaturas ainda

maiores. Nessas temperaturas foi

possível maior absorção de carbono

do carvão vegetal. Isso tornava o ferro

e as ligas de aço mais duras e

resistentes. O aço é mais resistente que

o ferro fundido e pode ser produzido em grandes quantidades, servindo de

matéria-prima para muitas indústrias. Assim, desde o século 18, quando

europeus e norte-americanos passaram a conceber edificações com o uso de

estruturas metálicas de aço. Muitos arquitetos utilizaram as propriedades

desse sistema para conceber soluções arrojadas, com alto índice de

industrialização e precisão. No hemisfério Norte não faltam exemplos de

arquitetura de vanguarda feitas de pilares e vigas de aço: Torre Eiffel (Paris),

arranha-céus norte-americanos da Escola de Chicago e, mais recentemente, às

pontes e passarelas de Santiago Calatrava, com exemplares na América Latina –

como a Ponte da Mulher, em Puerto Madero, Buenos Aires.

Apenas nos últimos 15 anos o Brasil começa a explorar

com mais intensidade essa alternativa estrutural. Enquanto

na Inglaterra cerca de 70% dos prédios com mais de quatro

andares usam estrutura de aço, no Brasil, com uma cultura

construtiva que sempre se baseou no concreto, esse

percentual não passa de 5%.

F P M R O I R E N I M E W O R O

E I A R A N C E R G M U N E C L

R L T T D D A O O A C R O S B A

R A E O E U N A P E T O R R S T

O R R R U S A C R W E P T I D R

A E I R S T D A C I C E E G P O

L S A E P R O Z U E N U O E R D

S A P E S I E I L A O S C R E I

O R R I O A Z L T R L S X A C U

N L I F T S A A U U O A A N I Q

O I M F E R E I R T G G M T S I

B S A E T T D R A A R I E R A L

R A I L I S O T S R A L R S O E

A R O E U E D S O E T O I W N O

C B S A Q T I U E P S G C O T A

S P C R R N D D L M A A A S O C

C A R V A O N N E E G C N O S U

A O J R O P U I A T I I O T T D

D C D R A C F P A S V H S S E O

X A R R O J A D A S N C E A L R

A L T O S F O R N O S E I P E P

12

As duas faces do ferro nos sistemas biológicos

ferro desempenha um papel

importante nos processos

metabólicos dos animais, Osendo um constituinte vital nas células

de todos os mamíferos. A função do

ferro no corpo limita-se quase

exclusivamente ao transporte de

oxigênio no sangue, por intermédio da

hemoglobina, existente nos glóbulos

vermelhos. Está também presente em

algumas enzimas que catalisam

mecanismos de oxidação celular. No

homem os órgãos mais ricos em ferro

são o fígado e o baço, onde o elemento

existe na forma de "ferritina". Embora

em menor quantidade, está também

presente nos ossos, na medula, nos

rins e nos intestinos. Exerce a função

como elemento estrutural do grupo

heme na hemoglobina, proteína responsável pelo transporte do O e do CO no 2 2

sangue. Existem muitas causas para o excesso de ferro no sangue. Alguns

sintomas são fadiga, fraqueza e queda de peso sem explicação. Além disso, o

excesso de ferro pode causar perda de cabelos, respiração ofegante e perda

do desejo sexual. O nível de ferro de cada indivíduo deveria ser checado

regularmente com um exame de sangue como parte de um exame anual. O

excesso de Fe no organismo ocasiona também a hemocromatose que se

caracteriza por pigmentação amarelada na pele, lesão pancreática com

diabetes, cirrose hepática, incidência elevada de carcinoma hepático. A

hemocromatose é uma doença genética que ocorre quando o gene HFE é

transmitido à criança por um dos pais. Normalmente as pessoas com essa

doença não demonstram sintomas até a chegada da meia-idade. Alguns

sintomas podem ser dores no abdômen, pele cor de bronze – ou acinzentada,

impotência e artrite.

G L O B U L O S O I N E G I X O

W S N I R I C E F G M N U F A L

E A W A N I M A I S E Z R A S A

T A D R E P N O G E T I O D S T

S C A T A L I S A M E M P I F M

E E W L S E D A D I S A N G U E

T L I A P S O M O E E S O A N M

R U N V O O E C T S X Z C R C O

O L T A R R A A R E U A M A A H

P A E B O R N R E L A S E N O O

S S S I A I I C A A L O T T U S

N F T X C C B I D R I I A E M O

A A I O A S O N A U A A B S A H

R T N E D N L O L T T N O W Z L

T U O A I O G M E U A I L S U E

S P S R X C O A R R N T I A Q M

F E R R O Q M C A T A I C L A R

A O L P E L E R M S I R O U R E

D C R C A C H P A E D R S D F V

X O S S O S X D I A B E T E S R

C A B E L O S S O R E F I M A M

13

A magnetita usada no tratamento do câncer

pesar de ser velha conhecida da medicina a magnetita (Fe O ) voltou a 3 4

ser uma alternativa para a sobrevivência humana. Como Ananopartículas magnéticas esse óxido de ferro apresenta a vantagem de ter elevada estabilidade em sistemas biológicos e baixa toxicidade, atuando como segmentação celular, separação de células, carreamento de droga e ressonância magnética. Quando associados a drogas as nanoparticulas de magnetitas são especialmente usadas para libertação eficaz do agente ativo no interior da célula. Por ter forte afinidade por células específicas e alta eficiência, as nanoparticulas magnéticas ligam-se às moléculas químicas ou biológicas aumentando a eficiência na liberação da droga. Essa característica é especial principalmente no caso de câncer pois diminuem a dosagem e efeitos relacionados com o uso inespecíficos de fármacos citotóxicos pelos tecidos saudáveis. Na ressonância magnética nuclear (RMN), elas se dispersam em líquido carreador orgânico ou inorgânico, o que favorece a obtenção de imagens de estruturas anatômicas bem destacadas. Elas podem ser usadas também para realizar a hipertermia, que é um procedimento terapêutico utilizado no campo da oncologia para elevar artificialmente a temperatura do tecido do corpo e destruir as células cancerosas, bem como impedir o seu subsequente crescimento.

Q H

C

C

C A N

R

O

E

E T

A

14

ExperiênciaVamos queimar a palha de

aço

Do que vamos precisar:• Um suporte para duas pilhas de qualquer tamanho• Duas pilhas de 1,5 V• Dois pedaços de 25 cm de fio elétrico fino• Tesoura sem ponta• Esponja de aço• Um azulejo ou piso de cerâmica

Como fazer1. Com o auxílio da tesoura, desencape as pontas dos fios.2. Prenda uma ponta de cada fio ao suporte para as pilhas.3. Abra cuidadosamente um pequeno pedaço de esponja de aço e a coloque sobre o azulejo.4. Coloque as pilhas no suporte, encoste as duas pontas do fio na esponja de aço e peça que os alunos observem o que ocorre

Jogo dos 7 erros

15

12

Respostas3

5

4

C O B R E F E R R O

S A I C E R G O U

A R R A

T S E T N O P T T O S

S N E A P I

A E S E D A D I C L A I

L M A O M N E N

A M A E O Z C S

R I C R L A A T

A R N U I O S R R O

I E E O R C G B U I

L F R T D A O I O M D

A I S I S A A N E E

R O N F G C O N M

T S O U E A A S T E

S C S V T O O T

U A A A A I N S N

A R O A C I R F A E

D A C O S D C M I

E E N S U R

P E Z N O R B I E H O

M U R R E F M I N E R I O

C E E T N E I B M A

R R T M F U

O T E N A E N

S S X S A L R I

E O E T O D E R V

T D R R A D N A O E

O I R A I U V M R

G L E I X B F E A A S

N O T D O A E L R G O

I S O S R U N

L U R T E O

G O A T A O

O C A O R I C A

T E R R A A E C A C

C A R B O N O Z P A N I

E N M I S

F L E U Q I N I E F N

C T E A

O D A T S E R R

O T R A U Q N U C L E O T

M A G N E T I C A A T I R I P

B R S N I P U C

U E T

S C A T I T A M E H E

S O I R

O A A U R

L C P R O A C

A P O S A R A

S E L O C I O I

F C S A S P A A S A S

E E I R O T C T C E

R R A I L I M O N I T A A A N

R O R D A B S R R I T G

O T E A T O E B E S N A

E N D I S X A D E M

N I E T I F I

G M E E R S

A N P A S S A R O S

M O A C A G E V A N A

A M I A R D E P C

S A C I G A M A B E L H A S O

M A G N E T I T A C P

T E C N O L O G I A R

M I N E R I O S N R E

E S C R I T A D B T

U M E D I O I O A

R F N A C O A N

O P O N T E S S O

P L G T E R R A I R

A A O P I R I T A O

N U F O N T E A C

C E R

F E R R O R H

O T O H E M A T I T A

R A M E R I C A E S

O G O F C A M E R I C A C

R H C E R A M I C O S R

E D A D I N A M U H E I

G N S O N R E D O M T S

O A A E O E P N T

A I S G V I E A

C S C E I O N I I

I A N R S N S L S T B S

N C E G A D O U O U M

G I I C U N C L R A

I T C S S A A O A E

S I T I O T S L T

H I S T O R I A R D A R

S M A F I N V A A

O I R A I E T

I U U S A I E A

R Q T E E R D N T

E L L T B D E A I

M A U N A E M L R

U C O R P P I

S O U R O F A R O C P

6

Respostas8 10

11 13

C A T I T A M E H C A L

O M O R R A M I I L

C A R V A O E N R I

T A F T Z O L

I N E A T A A T A

S N T R M O L G S S

O O E R A N I O D I X O

S M S O R A C E H L

S I O H E L O T E O

O L R T I L I H R S

R N D O D I P

E S E R A A T S

F N M A J D A O S

O O I O T N E S T A

T S H C H A A S A L N D

S O N E L D R S I H A E I

A F A U E O A A C T M R

T R T Q M S L M R O E G O

N O S A R I R G I L

I M A T E R P N E P O

T A C A V E R N A S V T C

B C

P R A T E A D A

F A R C

E N B I

T R A N S I C A O U N

R U A X R Z

P U R O L I E E

I

A L F A D T N

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I T C A

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C A R B O N O

C R O M O A

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D U M E

U E O A T O M O

T D L I G A A

I E L C

V L O X I G E N I O

I T B A A

D A N E M I A M

A N A

D M A L E A V E L

E

F P M O I R E N I M E O

E I A N U N C

R L T T D O O A C R O S B A

R A E O U A O R

O R R R S C P T

E I R T A C E E P O

S A E R Z U U R D

P E S I I L A S E I

O R I O A L T R S C U

N L I F T S A U U A A I Q

O I M F E I R T G M S I

B S A E T R A A R I E R A L

R A L I O T R L R O

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12

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