Hva er jern, hvor kommer det fra og hvordan utvinnes det? Dette nyttige metallet har mange bruksområder. Det kjemiske elementet spiller en viktig rolle i verdensindustrien, og jernkretsløpet i naturen er viktig i planetens liv.
Hva er jern?
Jern er et metallisk grunnstoff som er svært kjemisk reaktivt, spesielt når det interagerer med oksygen. Det er et av de vanligste elementene på jorden og i verdensrommet. Jernatomer inneholder 26 protoner i kjernene. Det kjemiske symbolet - Fe (ferum) kommer fra dets latinske navn ferum. I sin rene form er det et mykt og sprøtt metall, som forsterkes av urenheter. Når det kombineres med karbon, produseres stål som bruker mer enn 98 % av jernmalmen som utvinnes i dag.
Alle jernatomene i universet ble dannet i stjernekjernene under sluttfasen av fusjon og deretter sluppet ut i verdensrommet i stjerneeksplosjoner. Det er den fjerde størstegrunnstoff i jordskorpen etter silisium, oksygen og aluminium. Hva er jern? Det er det vanligste grunnstoffet som utgjør planeten vår, selv om det meste av det etter masse befinner seg mye under overflaten - i jordens kjerne. Det finnes i nesten alle bergarter i jordskorpen og mantelen som en kjemisk bestanddel av hundrevis av forskjellige mineraler.
Jernmalm
Dette metallet er sjeldent i sin rene form. Noen meteoritter inneholder elementært jern. Dette elementet reagerer kjemisk med oksygen og vann for å produsere jernholdige mineraler. Enhver stein som inneholder nok av dette metallet til å kunne utvinnes for økonomiske formål, kalles jernmalm. De vanligste mineralene er:
- jernoksid (formel Fe2O3), som dannes når det utsettes for oksygen;
- hydratisert jernoksid, som dannes ved reaksjon i vann.
De viktigste jernmalmene er jernoksidmineraler k alt hematitt og magnetitt. Den høye konsentrasjonen av Fe gjør dem til de mest foretrukne i bransjen. Jern utvinnes ved de største malmforekomstene. Oftest er dette formasjoner som er eldgamle sedimentære bergarter. De inneholder lag med jernoksidmineraler (formel Fe2O3) opptil flere centimeter tykke.
Hvor kan jeg finne jern?
I romtemperatur, er detfast. Det er et skinnende grått metall som ruster over tid når det utsettes for fuktig luft. Den kombineres med mange andre metaller for å danne legeringer. Omfanget av jern er ganske omfattende. Når det kombineres med karbon, blir det stål. Den kan også kombineres med andre metaller som nikkel, krom og wolfram. Disse legeringene er veldig sterke og kan brukes til å lage broer og bygninger.
Jern er et veldig gammelt grunnstoff som har vært brukt på jorden i lang tid. Gjenstander fra den ble funnet i det gamle Egypt. Det var til og med en hel periode (1200-500 f. Kr.) oppk alt etter ham - jernalderen, da den ble brukt til å lage verktøy og våpen. For å finne dette nyttige metallet, må du lete etter det dypt under jorden. Den finnes både i jordskorpen og i jordens kjerne. Det er mer jern på jorden enn noe annet metall. Dette elementet kan også finnes på andre planeter, inkludert kjernen til Jupiter og Saturn, samt den røde støvete overflaten på Mars (som er grunnen til at den ble k alt den røde planeten).
Terrestrisk jernsyklus i naturen
Jern (Fe) følger det geokjemiske kretsløpet, som mange andre næringsstoffer. Det slippes vanligvis ut i jorda eller havet gjennom forvitring av steiner eller vulkanutbrudd. I det terrestriske økosystemet absorberer planter først jern gjennom røttene fra jorda. Det er et ekstremt viktig næringsstoff som beveger seg mellom levende organismer og geosfæren.
Jerner et viktig begrensende næringsstoff for planter, som bruker det til å produsere klorofyll. Fotosyntese avhenger av tilstrekkelig tilførsel av dette metallet. Planter assimilerer det fra jorden til røttene. Dyr konsumerer planten og bruker den til å produsere hemoglobin. Når de dør, brytes de ned og bakteriene returnerer metallet til jorda.
Sea Cycle of Iron
Den marine syklusen av jern i naturen er veldig lik jordens syklus. Denne prosessen oppstår på grunn av den vitale aktiviteten til visse mikroorganismer som oksiderer metallet til hydroksid og får karbon fra karbondioksid. Jernbakterier i en elv, et hav eller en hvilken som helst annen vannmasse trekker ut energi for livssyklusen, og etter at den er fullført, slår de seg ned i jorda i form av sumpmalm.
Jernets rolle i havets økosystemer er også betydelig. Hovedprodusentene som absorberer dette metallet er vanligvis planteplankton eller cyanobakterier. Jern blir deretter absorbert av forbrukerne når de spiser disse bakteriene. Syklusen av jern i naturen er en ekstremt kompleks prosess. Det avhenger av mange samtidige faktorer: kjemiske reaksjoner, typer habitater og grupper av mikrober. Alt dette forbinder det med andre like viktige biogeokjemiske sykluser på jorden.
Generelle egenskaper
Jern i form av ulike kombinerte malmer er et av de vanligste grunnstoffene som utgjør omtrent 5 % av jordskorpen. De viktigste jernholdige mineralene eroksider og sulfider (hematitt, magnetitt, goetitt, pyritt, markasitt). Dette metallet finnes også i meteoritter, på andre planeter og i solen. Jern finnes i både sjø og ferskvann.
Interessante fakta
Her er noen interessante fakta om dette tilsynelatende enkle kjemiske elementet:
- Jern er en essensiell byggestein for plantenæring og hjelper til med å frakte oksygen i blodet, og støtter dermed livet på jorden.
- Det er et sprøtt fast stoff, klassifisert som et metall i gruppe 8 på grunnstoffenes periodiske system. I sin rene form korroderer den raskt ved eksponering for fuktig luft og høye temperaturer.
- Det er det fjerde mest tallrike grunnstoffet i jordskorpen etter vekt, og mesteparten av jordens kjerne antas å være jern.
- Det meste brukes til å lage stål, en legering av jern og karbon, som igjen brukes i produksjon og konstruksjon, som for eksempel armert betong.
- Rustfritt stål som inneholder minst 10,5 % krom er svært motstandsdyktig mot korrosjon. Den brukes i kjøkkenbestikk og redskaper som gryter i rustfritt stål.
- Å legge til andre elementer kan gi stålet nye nyttige egenskaper. For eksempel øker nikkel legeringens holdbarhet og gjør den mer motstandsdyktig mot varme og syrer.
Kort informasjon om elementet Fe
- Nummerprotoner i kjernen: 26.
- Atomic Symbol: Fe.
- Gjennomsnittlig masse av et atom: 55,845 g/mol.
- Tetthet: 7,874 gram per kubikkcentimeter.
- Fase ved romtemperatur: fast.
- Smeltepunkt: 1538 0C.
- Kokepunkt: 2861 0C.
- Antall isotoper: 33.
- Stabile isotoper: 4.
Hovedapplikasjoner
Jern brukes i mange sektorer som elektronikk, produksjon, bil og bygg. Følgende er bruksområdene for jern:
- Som en primær bestanddel av jernholdige metaller, legeringer og stål.
- En legering som bruker karbon, nikkel, krom og forskjellige andre elementer for å produsere jern eller stål.
- I magneter.
- I ferdige metallprodukter.
- I industrielt utstyr.
- I transportutstyr.
- I verktøyene.
- I leker og sportsutstyr.
Jern utgjør 5 % av jordskorpen og er et av de vanligste og mest brukte metallene. Dette elementet finnes også i kjøtt, poteter og grønnsaker og er essensielt for dyr og mennesker. Det er en integrert del av hemoglobin. Metallet er gråaktig i utseende og svært duktilt og formbart. Det oppløses lett i fortynnede syrer og er reaktivt. De viktigste jerngruveområdene er Kina, Australia, Brasil, Russland og Ukraina.
