O jern er et overgangsmetall plassert i gruppe 8 i det periodiske system, med symbol Fe, atomnummer 26 og atommasse 55.847 u.
Hovedkarakteristikkene er: skinnende metall, med et sølvhvitt utseende, med magnetiske egenskaper og som lett ruster i kontakt med fuktige omgivelser.
Det er det mest brukte metallet i verden og det mest eksporterte fra Brasil. Hovedbruken av jern er til produksjon av stål, brukt for eksempel i sivil konstruksjon, bilproduksjon og husholdningsapparater.
Jern finnes i malm hovedsakelig i form av oksider og hydroksyder. Derfor lages kommersielt brukt jern fra utvinning og rensing av disse materialene. Landene med de største forekomstene av jernmalm er: Australia, Russland, Brasil, Kina og India.
Jernegenskaper
- Smeltepunkt: 1538 °C
- Kokepunkt: 2.861 °C
- Fysisk tilstand ved 20°C: fast
- Tetthet: 7,874 g/cm³
- Oksidasjonstilstander: +2, +3, +4, +6
- Elektronisk distribusjon: [Ar]3d64s2
- Naturlige isotoper: 56Fe (mer stabil), 54Tro, 57Tro og 58Tro
Bruk og bruk av jern
Hovedbruken av jern er som råmateriale for produksjon av stål, den viktigste metalliske legeringen av dette elementet og hvor 98% av metallet som utvinnes fra naturen er bestemt.
Stål er en metallisk legering av jern, mengder karbon varierer fra 0,5 til 1,7 %, i tillegg til tilsetning av små mengder andre kjemiske elementer.
De ulike ståltypene som produseres har ulike egenskaper fordi prosentandelen karbon er regulert, andre elementer er inkludert og spesifikke varmebehandlinger utføres.
Eksempler på legeringer med jern:
- Karbonstål: legering av jern, karbon, mangan, silisium og spor av andre grunnstoffer;
- Rustfritt stål: legering av jern, krom, karbon og spor av andre grunnstoffer;
- Støpejern: En legering av jern, karbon og silisium og kan inneholde spor av andre grunnstoffer.
Den første bruken av jern var å lage redskaper for jordbruk og våpen for jakt og krig. I dag finnes jern i ulike hverdagsmaterialer, som kjøkkenutstyr, armert betong og bjelker i konstruksjon, transportmidler og mye mer.
Jern brukes fortsatt som katalysator for jernreaksjoner. Et av de mest produserte kjemiske stoffene er ammoniakk, et viktig råstoff for gjødselproduksjon.
Kombinasjonen av hydrogen og nitrogengasser under høye temperatur- og trykkforhold i syntesen av Haber-Bosch for å produsere ammoniakk blir effektivt med tilsetning av jern som en katalysator for å akselerere reaksjon.
Forekomst av jern
Jern (Fe) er det fjerde mest tallrike grunnstoffet i naturen, etter oksygen, silisium og aluminium. Den utgjør 5 % av jordskorpen og finnes sjelden fri i naturen.
De mest utnyttede og økonomisk viktigste metallmalmene er:
- Hematitt (Fe2O3)
- Magnetitt (Fe3O4)
- Taconite (Fe3O3)
- Goethite (Fe2O3.H2O)
- Limonite (2 Fe2O3.3H2O)
Selv om det er anslått at det er mer enn 300 malmer med dette elementet i sammensetningen, er de med tilstrekkelig jern for prosessering i form av oksider (Ox). Andre jernmalmer dannes av sulfater, silikater og karbonater.
Brasil er verdens nest største produsent av jern i verden, etter Australia, og malmen av dette metallet er den mest eksporterte fra Brasil, med rundt 68 % av landets eksport.
Regionene med størst utnyttelse av malm i det brasilianske territoriet ligger i:
- Iron Quadrangle (Minas Gerais)
- Porteirinha (Minas Gerais)
- Mineralprovinsen Carajás (Pará)
- Corumbá-regionen (Mato Grosso do Sul)
Mens i det ytterste laget av jorden er jern det nest vanligste metallet, i kjernen av planeten element har den høyeste prosentandelen i sin sammensetning, siden strukturen er dannet av en jernlegering og nikkel.
Derfor, hvis vi ser på planeten som en helhet, representerer jern omtrent 30 % av jordens kjemiske sammensetning.
Viktigheten av jern
Jern er et allsidig og viktig kjemisk grunnstoff for kjemiske, fysiske og biologiske prosesser.
Fordi det er et rikelig metall, lett å få tak i, formbart og motstandsdyktig, er jern mye brukt til å lage utstyr.
Jern er et metall som også finnes i menneskekroppen. Et voksent menneske har omtrent 2 til 4 g jern.
Det er hovedkomponenten i hemoglobin i blodet, et protein som er ansvarlig for transport av oksygen fra lungene til andre deler av kroppen. Dette er bare mulig fordi jernatomet lett binder seg til oksygen og dermed transporten utføres av de røde blodcellene.
Ettersom jern er viktig for produksjon av organiske molekyler, vekst og utvikling av individet, er det nødvendig at det finnes i kosten.
Anbefalt inntak av jern for voksne varierer mellom 10 og 15 mg og kan fås gjennom mineralrik mat som bønner, rødt kjøtt, skalldyr, kakaopulver, gresskarfrø og spinat.
Jernmangel i kroppen forårsaker den vanligste typen anemi og noen av hovedsymptomene er blekhet, tretthet, takykardi, hodepine, hårtap og irritabilitet.
Irons opprinnelse og historie
The Age of Metals, er den siste fasen av forhistorien og presenterer jern som det siste metallet i perioden brukt av homider, hovedsakelig for å produsere verktøy og våpen.
Jernalderen fant sted mellom 1500 f.Kr. C-300 a. C., men metallgjenstander fra 3500 f.Kr. er allerede funnet. Ç. i Egypt.
Kvaliteten på jern ble målt ved karboninnholdet som var tilstede, da forbindelser av dette grunnstoffet ble brukt til jernsmelting. Derfor, jo lavere karbonmengde, jo høyere er kvaliteten på jernet.
Jern var også det viktigste metallet for den første fasen av den industrielle revolusjonen.
Få mer kunnskap med innholdet:
- Kjemiske elementer
- metalllegeringer
- Hva er metaller, eksempler og egenskaper
Bibliografiske referanser
ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Prinsipper for kjemi: stille spørsmål ved moderne liv og miljø. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
FELTRE, Ricardo. Fundamentals of Chemistry: vol. enkelt. 4. utg. São Paulo: Moderna, 2005.
Lee, J. D. Ikke så kortfattet uorganisk kjemi. Oversettelse av 5. utg. Engelsk. Utgiver Edgard Blucher Ltd. 1999.
