Gourt Home::Gourt :: Jern
Jern (oldnordisk: iarn, germansk: isarn) er navnet på et tungmetal, et grundstof i det periodiske system med betegnelsen Fe (lat. Ferrum, Jern) og grundstof nummer 26. Det er et metal fra 4. periode i den 8. gruppe i det periodiske system.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Generelt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Navn, Symbol, Ordenstal | Jern, Fe, 26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie | Overgangsmetaller | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Blok i det periodiske system |
Gruppe-8-Element, Periode-4-Element, Blok d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tæthed (vægtfylde), hårhed | 7874 kg/m3, 4.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Farve/udseende | metallisk skinnende med en grålig farvetone | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomare forhold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomvægt | 55.845 Atomar Masseenheit (amu) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (beregnet) | 140 (156) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalent radius | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| van der Waals-radius | k.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronkonfiguration | 3d64s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektron (e)- 's pro Energieniveau | 2, 8, 14, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxideringstilstande | 2,3,4,6 (amfoterisk) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Krystalstruktur | kubisk rumcentreret | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fysiske forhold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregattilstand (Magnetisme) | fast (ferromagnetisk) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smeltepunkt | 1808 K (1535°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| kogepunkt | 3023 K (2750°C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molært volumen | 7.09 -3 Kubikmeter per Mol3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| fordampningsvarme | 349.6 Kilojoule per Mol (kJ/mol) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| smeltevarme | 13.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| damptryk | 7.05 Pascal (Pa) ved 1808 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| lydhastighed | 4910 Meter per Sekund (m/s) ved 293.15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Forskelligt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativitet | 1.83 (Pauling-skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifik varmekapacitet | 440 Joule per Kilogram og Kelvin (J/(kg*K)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrisk ledeevne | 9.93 106/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varmeledningsevne | 80.2 Watt per Meter og Kelvin (W/(m*K)) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. ionisieringsenergi | 762.5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. ionisierungsenergi | 1561.9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. ionisierungsenergi | 2957 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. ionisierungsenergi | 5290 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| De mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| SI-enheder og standardbetingelser bliver brugt, hvis ikke andet er nævnt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vigtigste egenskaber
Det gennemsnitlige jernatom har en masse på omtrent 56 gange et brintatom. Jern er det 10. mest almindelige grundstof i universet.
Teknisk set udvinder man metallet af jernmalm, der ikke er rent jern, men som indeholder jernoxid. Jernmalm bliver reduceret til råjern gennem flere forskellige rensningsprocesser; derved bliver urenheder også fjernet i form af slagger.
Teknisk er jern betydningsfuldt for fremstillingen af stål. De forskellige ståltyper er legeringer, der foruden jern indeholder andre metaller og ikke-metaller (særligt kulstof).
Atomkernen i jernisotopen 56Fe har den højeste bindingsenergi per kernepartikel af alle atomkerner. Det vil sige at man hverken kan få fusionenergi (atomkernesammensmeltning) eller fissionsenergi (atomkernespaltning).
Fusionen af grundstoffer (primært brint og helium) i stjernerne slutter med jern. Tungere grundstoffer opstår i supernovaeksplosioner, som også er grunden til spredningen af det materiale, der er dannet ved fusion inde i stjernen.
Ved rumtemperatur er den mest almindelige variant af rent jern ferrit eller α-jern. Denne variant danner et kubisk rumcentreret krystalgitter, der eksisterer under 911°C. Under Curiepunktet ved 760°C er ferrit magnetisk. Varianten mellem 760°C og 911°C hedder β-jern. Ud over de magnetiske egenskaber adskiller den sig ikke fra ferritisk α-jern, og derfor bliver den sædvanligvis betegnet som α-jern. Indtil 1392°C findes jernet i den kubisk fladecentrerede γ-variant (austenit). Ved stadigt stigende temperatur omlejres jernet til δ-ferrit, der atter viser et kubisk rumcentreret gitter. Smeltepunktet er 1539°C.
Jern som mineral
Det er meget sjældent, at jern optræder i helt ren form. Mineralet krystalliserer så i et terningeformet krystalsystem. Det har en hårdhed på 4,5 og en stålgrå til sort farve. Også stregfarven er grå. På grund af reaktion med vand og ilt er rent jern ikke stabilt. Det optræder derfor, legeret med nikkel, kun i jernmeteoritter eller i basaltiske bjergarter, hvor der ofte sker en reduktion af jernholdige mineraler.
Anvendelser
Jern er med 95% af tonnagen det metal, der bruges mest i Verden. Grunden til det ligger i, at det er til rådighed de fleste steder, hvad der gør det billigt, men også i jernlegeringernes fasthed og sejhed, der gør dem nyttige på mange områder. Meget jern bliver anvendt ved fremstillingen af biler, skibe og i højhusbyggerier (Jernbeton).
Jern er det ene af de tre magnetiske metaller (kobolt og nikkel er de andre), og det muliggør dermed den storindustrielle brug af elektromagnetisme i generatorer, transformatorer og elektromotorer.
Rent jernpulver bruges kun i kemien. Derimod er de forskellige stålarter meget udbredt i industrien. Jern bruges i følgende former:
- Råjern indeholder 4-5% kulstof sammen med forskellige andele af svovl, fosfor og silicium. Det er et mellemprodukt i fremstillingen af støbejern og stål.
- støbejern 2-4,5% kulstof og flere andre legeringsstoffer som f.eks. silicium og mangan. Afhængigt af afkølingstempoet findes kulstoffet i støbejern enten som karbid eller i ren form som grafit. Med henvisning til brudfladernes udseende taler man i det første tilfælde om hvidt og i det andet tilfælde om gråt støbejern. Støbejern er meget hårdt og skørt. Det lader sig almindeligvis ikke omforme plastisk.
- stål indeholder 0-2,5% kulstof. I modsætning til støbejern er det plastisk formbart. Ved legering og ved en egnet kombination af varmebehandling og plastisk omformning kan man variere de mekaniske egenskaber hos stål i bred forstand.
- Hæmoglobin: Jern indgår i blodets røde farvestof og medvirker til oxygentransport
- plantenæringsstof: Jern er et uundværligt stof for alle organismer (f.eks. planter og dyr). Hos planter giver jernmangel sig til kende ved, at bladkødet bliver lysegrønt, mens bladribberne og det nærmeste bladkød bliver ved med at være normalt grønt. Bladene vil vise et billede af en mørkegrøn fjer på en lysegrøn bund. Jernmangel hos planter afhjælpes enten ved at øge jordens surhedsgrad (hvad der frigør mere jern i en form, der kan optages) eller ved at strø jernvitriol (jernsulfat) på jorden under planten. 10 g/m2 er passende.
Se også
Jern | Grundstoffer | Metaller | genbrug | affaldsprodukter
Yster | Eisen | حديد | Желязо | Ferro | Železo | Haearn | Eisen | Iron | Fero | Hierro | Raud | Burdin | Rauta | Fer | Fe (elemento) | ברזל | Željezo | Vas | Ferro | Besi | Fero | Járn | Ferro | 鉄 | tirse | 철 | Hesin | Ferrum | Iezer | Geležis | Dzelzs | Rino | Железо | Besi | Iesen | IJzer (element) | Jern | Jern | Fèrre | Żelazo (pierwiastek) | Ferro | Fier | Железо | Airn | Željezo | Iron | Železo | Železo | Гвожђе | Järn | இரும்பு | เหล็ก | Demir | تۆمۈر | Залізо | Sắt | 铁 | 鐵
"Jern"