Ferro Total
O ferro aparece principalmente em águas subterrâneas devido à dissolução do minério pelo gás carbônico da água, conforme a reação:
Fe + CO2 + ½ O2 à FeCO3
O carbonato ferroso é solúvel e frequentemente é encontrado em águas de poços contendo elevados níveis de concentração de ferro. Nas águas superficiais, o nível de ferro aumenta nas estações chuvosas devido ao carreamento de solos e a ocorrência de processos de erosão das margens. Também poderá ser importante a contribuição devida à efluentes industriais, pois muitas indústrias metalúrgicas desenvolvem atividades de remoção da camada oxidada (ferrugem) das peças antes de seu uso, processo conhecido por decapagem, que normalmente é procedida através da passagem da peça em banho ácido.
Nas águas tratadas para abastecimento público, o emprego de coagulantes a base de ferro provoca elevação em seu teor.
O ferro, apesar de não se constituir em um tóxico, traz diversos problemas para o abastecimento público de água. Confere cor e sabor à água, provocando manchas em roupas e utensílios sanitários. Também traz o problema do desenvolvimento de depósitos em canalizações e de ferro-bactérias, provocando a contaminação biológica da água na própria rede de distribuição. Por estes motivos, o ferro constitui-se em padrão de potabilidade, tendo sido estabelecida a concentração limite de 0,3 mg/L na Portaria 1469 do Ministério da Saúde. É também padrão de emissão de esgotos e de classificação das águas naturais. No Estado de São Paulo estabelece-se o limite de 15 mg/L para concentração de ferro solúvel em efluentes descarregados na rede coletora de esgotos seguidas de tratamento (Decreto no 8468).
No tratamento de águas para abastecimento, deve-se destacar a influência da presença de ferro na etapa de coagulação e floculação. As águas que contêm ferro caracterizam-se por apresentar cor elevada e turbidez baixa. Os flocos formados geralmente são pequenos, ditos "pontuais", com velocidades de sedimentação muito baixa. Em muitas estações de tratamento de água este problema só é resolvido mediante a aplicação de cloro, a chamada pré-cloração. Através da oxidação do ferro pelo cloro, os flocos tornam-se maiores e a estação passa a apresentar um funcionamento aceitável. No entanto, é conceito clássico que, por outro lado, a pré-cloração de águas deve ser evitada, pois em caso da existência de certos compostos orgânicos chamados precursores, o cloro reage com eles formando trihalometanos, associados ao desenvolvimento do câncer.Compostos
Água com compostos de ferroOs estados de oxidação mais comuns são +2 e +3. Os óxidos de ferro mais conhecidos são o óxido de ferro II, FeO, o óxido de ferro III, Fe2O3, e o óxido misto Fe3O4. Forma numerosos sais e complexos com estes mesmos estados de oxidação. O hexacianoferrato II de ferro III, usado em pinturas, é conhecido como azul da Prússia ou azul de Turnbull.
São conhecidos compostos de ferro com estados de oxidação +4, +5 e +6, porém são pouco comuns. No ferrato de potássio, K2FeO4, usado como oxidante , o ferro apresenta estado de oxidação +6. O estado de oxidação +4 é encontrados em poucos compostos e também em alguns processos enzimáticos.
O Fe3C é conhecido como cementita, contém 6,67 % em carbono. O ferro α é conhecido como ferrita, e a mistura de ferrita e cementita é denominada perlita ou ledeburita, dependendo do teor de carbono. A austenita é o ferro γ.
[editar] Papel biológico
O ferro é praticamente encontrado em todos os seres vivos e cumpre numerosas e variadas funções.
Há diferentes proteínas que contêm o grupo hemo, que consiste na ligação da porfirina com um átomo de ferro. Alguns exemplos:
A hemoglobina e a mioglobina. A primeira transporta oxigênio, O2, e a segunda o armazena. A hemoglobina localiza-se no sangue e, pelo fato de ter átomos de ferro, a cor do sangue é vermelha.
Os citocromos reduzem o oxigênio em água. Os citocromos P450 catalisam a oxidação de compostos hidrofóbicos, como fármacos ou drogas, para que possam ser excretados, e participam na síntese de diversas moléculas.
As peroxidases e catalases catalisam a oxidação de peróxidos, H2O2, que são tóxicos.
As proteínas de ferro/enxofre (Fe/S) participam em processos de transferência de elétrons.
Também é possível encontrar proteínas onde os átomos de ferro se enlaçam entre si através de pontes de oxigênio. São denominadas proteínas Fe-O-Fe. Alguns exemplos:
As bactérias metanotróficas, que usam o metano, CH4, como fonte de energia e de carbono, usam proteínas deste tipo, chamadas monooxigenases, para catalisar a oxidação do metano.
A hemeritrina transporta oxigênio em alguns organismos marinhos.
Algumas ribonucleótideo redutases contêm ferro. Catalisam a formação de desoxinucleótideos.
Os animais para transportar o ferro dentro do corpo empregam proteínas chamadas transferrinas. Para armazená-lo empregam a ferritina e a hemosiderina. O ferro entra no organismo absorvido no intestino delgado e é transportado e armazenado por essas proteínas. A maior parte do ferro é reutilizada e um pouco é excretado.
Tanto o excesso como a deficiência de ferro podem causar problemas no organismo. O envenenamento por ferro é chamado de hemocromatose enquanto que a sua deficência é conhecida popularmente como anemia. A palavra anemia, apesar de estar popularmente associada à carência de ferro no organismo, não é utilizada unicamente para ela. Para a carência de ferro no organismo, cabe o nome específico de anemia ferropriva. Nas transfusões de sangue são usados ligantes que formam com o ferro complexos de alta estabilidade, evitando que ocorra uma queda demasiada de ferro livre. Estes ligantes são conhecidos como sideróforos. Muitos organismos empregam estes sideróforos para captar o ferro que necessitam. Também podem ser empregados como antibióticos, pois não permitem ferro livre disponível.
Sua carência nos humanos pode causar, além da anemia, anorexia, sensibilidade óssea e a clima frio, prisão de ventre, distúrbios digestivos, tontura, fadiga, problemas de crescimento, irritabilidade, inflamação da língua.
Seu excesso (em nível de nutriente) nos humanos pode causar: igualmente anorexia, tontura, fadiga e dores de cabeça.[2][3]
A absorção do ferro, especialmente de origem vegetal, é aumentada com a ingestão conjunta de alimentos levemente ácidos (ou proteínas) e também por alimentos ricos em ácido ascórbico (vitamina C).
Estudos indicam que a absorção de ferro aumenta de 3,7 para 10,4% quando se adiciona a ingestão de 40 a 50mg de vitamina C, por mantê-lo solúvel. Alguns açucares como a frutose também colaboram para a absorção de ferro.
O tanino presente no chá e café inibem, em 64 e 33% respectivamente, a absorção de ferro. O magnésio inibe a absorção de ferro quando a presença do primeiro é 300 vezes maior do que o ferro, o zinco quando cinco vezes maior e o cálcio em quantidades superiores a 500mg, embora a influência do cálcio ainda seja discutida.
A deficiência de vitamina A inibe a utilização do ferro.
Polifenóis se ligam ao ferro e impedem sua absorção.
[editar] Isótopos
O ferro tem quatro isótopos estáveis naturais: 54Fe, 56Fe, 57Fe e 58Fe. As proporções relativas destes isótopos na natureza são aproximadamente: 54Fe ( 5,8% ), 56Fe ( 91,7% ), 57Fe (2,2%) e 58Fe ( 0,3% ).
[editar] Precauções
O ferro em excesso é tóxico. O ferro reage com peróxido produzindo radicais livres. A reação mais importante é:
Fe (II) + H2O2 → Fe (III) + OH- + OH·
Porém esta mesma reação pode ter aplicação científica e industrial, na chamada Reação de Fenton.
Quando o ferro se encontra nos níveis normais, os mecanismos antioxidadantes do organismo podem controlar este processo.
A dose letal de ferro em crianças de 2 anos é de 3 gramas. 1 grama pode provocar um envenenamento importante.
O envenenamento por ferro é denominado hemocromatose. O ferro em exceso se acumula no fígado provocando danos neste órgão.