Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Hoppa till innehållet
Wikipedia
Sök

Järn

Från Wikipedia
Den här artikelnbehöver fler eller bättrekällhänvisningar för att kunnaverifieras.(2022-03)
Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kanifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras pådiskussionssidan.
För andra betydelser, seJärn (olika betydelser).
Järn
Nummer
26
Tecken
Fe
Grupp
8
Period
4
Block
d

Fe

Ru
ManganJärnKobolt
[Ar] 3d6 4s2
26Fe

Bitar av rent (99,7 %) elektrolytjärn samt en kub (1 cm3) av högrent (99,9999 %) järn.
Bitar av rent (99,7 %) elektrolytjärn samt en kub (1 cm3) av högrent (99,9999 %) järn.
Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa55,845(2)[1]u
UtseendeGlänsande metall med en gråaktig nyans
AllotroperAlfajärn (α)
Gammajärn (γ)
Fysikaliska egenskaper
Densitet vidr.t.7,874 g/cm3
– flytande, vid smältpunkten6,98 g/cm3
AggregationstillståndFast
Smältpunkt1 811K (1 538°C)
Kokpunkt3 134 K (2 862 °C)
Molvolym7,09 × 10−6/mol
Smältvärme13,81kJ/mol
Ångbildningsvärme354[2]kJ/mol
Specifik värmekapacitet449[3]J/(kg ×K)
Molär värmekapacitet25,1J/(mol ×K)
Ångtryck
Tr. (Pa)1101001 k10 k100 k
Te. (K)1 7281 8902 0912 3462 6793 132
Atomära egenskaper
Atomradie140 (156)pm
Kovalent radie125pm
Elektronaffinitet15,7kJ/mol
JonisationspotentialFörsta: 762,5 kJ/mol
Andra: 1 561,9 kJ/mol
Tredje: 2 957 kJ/mol
Fjärde: 5 290 kJ/mol
(Lista)
Arbetsfunktion4,5[4]eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration[Ar] 3d6 4s2
e per skal2, 8, 14, 2
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd−4, −2, −1, +1,[5]+2,+3, +4, +5,[6]+6
Oxider (basicitet)FeO, Fe3O4, Fe2O3 (amfoterisk)
Elektronegativitet1,83 (Paulingskalan)
1,80 (Allenskalan)
Normalpotential−0,44V(Fe2+ + 2 e → Fe)
Diverse
Kristallstrukturα:Kubisk rymdcentrerad (bcc)
Kristallstruktur
Kristallstruktur
Ljudhastighet4910m/s
Termisk expansion11,8µm/(m ×K)(25°C)
Värmeledningsförmåga80,4W/(m ×K)
Elektrisk konduktivitet107A/(V ×m)
Elektrisk resistivitet96,1 ×m(20°C)
MagnetismFerromagnetisk
Curiepunkt1043 K (770 °C)
Youngs modul211 GPa
Skjuvmodul82 GPa
Kompressionsmodul170 GPa
Poissons konstant0,29
Mohs hårdhet4
Vickers hårdhet608 MPa
Brinells hårdhet200–1180 MPa
Identifikation
CAS-nummer7439-89-6
Pubchem23925
RTECS-nummerNO4565500
Historia
UpptäcktFöre5000 f.Kr.
Stabilaste isotoper
Huvudartikel:Järnisotoper
NuklidNFt1/2STSE(MeV)SP
54Fe5,8 %
Stabil
55Fe{syn.}2,73aε0,23155Mn
56Fe91,72 %
Stabil
57Fe2,2 %
Stabil
58Fe0,28 %
Stabil
59Fe{syn.}44,503dβ1,56559Co
60Fe{syn.}1,5 × 106 aβ3,97860Co
Säkerhetsinformation
Säkerhetsdatablad:Sigma-Aldrich
Globalt harmoniserat system för klassifikation och märkning av kemikalier
GHS-märkning enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)
GHS-symboler saknas
H-fraserH?
P-fraserP?
EU-märkning av farliga ämnen
EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP) på grundval av följande källa: Detta gäller bara för pulver; kompakt järn har inga farosymboler/R-/S-fraser.
Pulver:
Brandfarlig
Brandfarlig
(F)
R-fraserR11
S-fraserS53,S45,S60,S61
NFPA 704

1
1
0
SI-enheter ochSTP används om inget annat anges.

Järn (latinskt namn:Ferrum) är ett vanligt förekommandemetallisktgrundämne som tillhörövergångsmetallerna. Järn förekommer iallotropernaalfa- ochgammajärn, ämnen som båda består av rent järn men med olikakristallstruktur.[7] Järn har många användningsområden. Det används bland annat tillverktyg ochvapen, samt till det vanliga byggmaterialetstål.

Etymologi

[redigera |redigera wikitext]

Järn är ett samgermanskt ord, besläktat med bland annatengelskairon,tyskaEisen ochgotiskaeisarn. Orden kan rekonstrueras som*īsarno på detgermanska urspråket, vilket troligen är ett lånord frånkeltiska språk:järn ärisarnogalliska ochiranann elleríarnforniriska. Ordet är rotbesläktat (roten*eis-) medgrekiskahieros (gudomlig),latinira (vrede) ochavestiskaaēšma (ilska). Detta anspelar på att gudarna gav människorna järn i form avmeteorer.[källa behövs] De äldsta föremålen iEgypten ochSumer avmeteoriskt järn är från 4000 f.Kr., först 2500 år senare kunde man tillverka järn urmalm.

Järn(III)oxids röda (äldre nysvenskaraud) färg har givit järn sitt estniska (raud) och finska namn (rauta).

Föreningar

[redigera |redigera wikitext]

Järn har vanligenoxidationstalen +2 och +3 ikemiska föreningar. Andra stadier (-2, -1, 0, +1, +4, +5 och +6) förekommer också, men inte lika ofta.

FeO är ett svart magnetiskt pulver som används i pigment.Fe2O3 är vanligrost och används också som pigment.K2FeO4 är rödlila och starkt oxiderande.

Förekomst

[redigera |redigera wikitext]

Järn är det fjärde vanligaste grundämnet ijordskorpan. Det förekommer dock sällan i ren form, men ofta i föreningar medsyre såsomhematit ochmagnetit eller svavelbundet ipyrit ochmagnetkis samt i mångasilikatmineral.Jordens kärna består till stor del av en järn-nickel-legering.

I Sverige var det under järnåldern främstmyrmalm som utgjorde råmaterialet i den svenska järnframställningen. Gästrikland, södra Norrland, Närke, Småland, liksom Dalarna och Västmanland var viktiga produktionsområden.

Under historisk tid sedan man börjat bryta bergsmalm är det framför allt berggrunden iBergslagen ochNorrland som har varit och är de viktigaste källorna till järn. I Bergslagen bröts järnmalm i tusentals gruvor (de flesta små) men nästan alla är numera nedlagda. Den största järngruvan i Bergslagen varGrängesberg iLudvika kommun. Här pågick järnbrytning från 1500-talet fram till 1989. I Norrland bryts metallen idag iKirunavaara ochMalmberget. Den förstnämnda var redan 1904 Sveriges största gruva. Malmen i Kirunavaara är ett kolossalt brantstående lager, som huvudsakligen består avmagnetit. År 2003 hade 1 200 miljoner ton malm brutits.

Järn är det grundämne varskärna har högstbindningsenergi pernukleon. Istjärnor itermodynamisk jämvikt är järn därför det tyngsta grundämnet som kan skapas genomfusion av lättare kärnor.[8][9] Tyngre grundämnen skapas i mer våldsamma processer somsupernovaexplosioner och kollisioner mellanneutronstjärnor.[10]

Framställning och användning

[redigera |redigera wikitext]

Järn tillverkas vanligtvis från Fe2O3 eller Fe3O4 som reduceras medkol vid ungefär 2000 °C. Först reagerar kolen medsyret i luften och bildarkolmonoxid.

6 C + 3 O2 → 6 CO

Sedan reagerar kolmonoxiden med järnoxiden och bildar metalliskt järn.

6 CO + 2 Fe2O3 → 4 Fe + 6 CO2

Legeringar med järn

[redigera |redigera wikitext]

Järn innehåller oftast en mängd kol. Ju mer kol desto hårdare ochsprödare blir järnet.

  • Tackjärn – järn med över 4 % av kol. Det framställs imasugnar för att omvandlas till användbara former av järn.
  • Gjutjärn – innehåller 2–4 % kol, och bland annat kisel.
  • Stål – innehåller 0,4–1,5 % kol och är idag den mest använda legeringen.
  • Smidesjärn – innehåller mindre än 0,4 % kol.

Järn som mineral

[redigera |redigera wikitext]

Det är mycket sällsynt att järn uppträder i helt ren form. Mineraletkristalliserar i det kubiska kristallsystemet. Den har enhårdhet på 4,5 och är stålgrå till svart i färgen. Ävenstreckfärgen är grå. Rent (gediget) järn är inte stabilt i vanlig ovanjordisk miljö där det förekommervatten ochsyre. I sådan miljö oxiderar järnet tillrost. Däremot rostar inte järnmeteoriter eftersom järnet där är legerat mednickel. I sällsynta fall uppträder gediget järn ibasaltiska bergarter som följd av att kolhaltiga ämnen reducerat järnhaltiga mineral.[11]

Fysiologisk betydelse

[redigera |redigera wikitext]

Järn är ett viktigtspårämne i den mänskliga kroppen. En vuxen person innehåller ungefär 4gram järn, varav merparten finns i de röda blodkropparnahemoglobin. En mindre del imuskelns röda färgämnemyoglobin, små mängder finns upplösta iblodplasman, kroppsvätskorna och utgör en beståndsdel i en lång radenzymer. Cirka 20% är deponerat ilever,benmärg ochmjälte, varifrån det kan mobiliseras vid behov.

Som en beståndsdel av hemoglobinet transporterar järnsyre frånlungorna ut till alla celler ochkoldioxid den motsatta vägen. Det ingår i enzymer som imitokondrierna styr cellernas respirationprocesser.

Brist på järn kan ge trötthet,hjärtklappning, andfåddhet etc. Vid svår järnbrist kan det också uppstå förändringar i munslemhinnan, speciellt tungan, samt i huden och naglarna. Det finns även en del som tyder på att järnbrist kan vara en bidragande orsak tillrastlösa ben. Brist kan vidare förorsakas av underskott påmagsyra samt brist påB6-vitamin,B12-vitamin,C-vitamin,folsyra,zink,koppar ellermangan. Järnunderskott kan medförablodbrist,cancer, leverbesvär, kronisk gikt i lederna och mottaglighet förinfektioner.

Efter blodförluster såsom genommenstruation ellerblodgivning kan mängden järn, precis som blodmängden, vara för låg. Blodgivare brukar få järntabletter för att lättare stabilisera järnvärdet.

Överdosering av järn under längre perioder kan medförahemosideros (avlagring av järn i vävnaderna) speciellt ilever,mjälte,bukspottkörtel,hjärta och leder. Järn är en tungmetall som lagras i kroppen, järn är inte vattenlösligt utan lagras i fett. Överdosering kan leda till förgiftning.

Järn påträffas vanligtvis ilivsmedel som inälvsmat (specielltlever),ägg,fisk,blodmat,fågel,bladgrönsaker,fullkornsprodukter,katrinplommon,russin,öljäst,rödbetor,broccoli,vetegroddar,sesamfrö,vallmofrö,solrosfrö,bananer,persikor ochaprikoser.

Diet

[redigera |redigera wikitext]

Rekommenderat dagligt intag: Barn 5–10 mg, kvinnor 10–15 mg (ammande 12–18 mg), män 10–12 mg. Se vidareRDI-tabell.

ILivsmedelsverkets senaste rikstäckande undersökning av kostvanor i den svenska befolkningen,Riksmaten - 2010-11, var det rapporterade intaget av järn per dag i genomsnitt 9,5 mg för kvinnor, 11,5 mg för män och 10,4 mg för hela gruppen i undersökningen.[12] Det energistandardiserade intaget av järn var högre för kvinnor än för män.[12] Äldre hade högre intag än yngre.[12]

Se även

[redigera |redigera wikitext]

Referenser

[redigera |redigera wikitext]

Noter

[redigera |redigera wikitext]
  1. ^CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  2. ^Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang:Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In:Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337 (doi:10.1021/je1011086).
  3. ^Harry H. Binder:Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999,ISBN 3-7776-0736-3.
  4. ^Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing:Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005,ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
  5. ^Ram, R. S. and Bernath, P. F. (2003). ”Fourier transform emission spectroscopy of the g4Δ-a4Δ system of FeCl”. Journal of Molecular Spectroscopy 221 (2): sid. 261.doi:10.1016/S0022-2852(03)00225-X.ISSN0022-2852. Arkiverad frånoriginalet den 8 mars 2012.https://web.archive.org/web/20120308063856/http://bernath.uwaterloo.ca/media/266.pdf. Arkiverad 8 mars 2012 hämtat från theWayback Machine.
  6. ^Demazeau, G.; Buffat, B.; Pouchard, M.; Hagenmuller, P. (1982). ”Recent developments in the field of high oxidation states of transition elements in oxides stabilization of Six-coordinated Iron(V)”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 491: sid. 60.doi:10.1002/zaac.19824910109. 
  7. ^”allotropi”.Rikstermbanken. Arkiverad frånoriginalet den 4 oktober 2013.https://web.archive.org/web/20131004232109/http://www.rikstermbanken.se/rtb/visaTermpost.html?id=211670. Läst 4 oktober 2013. [död länk] - Rikstermbanken, Sveriges nationella termbank, huvudinternetsida:http://www.rikstermbanken.se/mainMenu.htmlArkiverad 18 januari 2021 hämtat från theWayback Machine. sökörd:allotropi, sökdatum: 4 okt 2013 - Rikstermbanken är förvaltad av Terminologicentrum TNC, Sveriges nationella centrum för terminologi och fackspråk: huvudinternetsida:http://www.tnc.se
  8. ^Hoyle, F. (1946). ”The synthesis of the elements from hydrogen”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 106 (5): sid. 343–383.doi:10.1093/mnras/106.5.343. 
  9. ^Hoyle, F. (1954). ”On Nuclear Reactions Occurring in Very Hot Stars. I. The Synthesis of Elements from Carbon to Nickel”. The Astrophysical Journal Supplement Series 1: sid. 121.doi:10.1086/190005. 
  10. ^Comins, Neil F. (2019). Discovering the Universe (11th edition). New York: W. H. Freeman and Company. sid. 484.ISBN 978-1-319-24860-4 
  11. ^H. J. Rösler 1984, Lehrbuch der Mineralogie, 3:e upplagan, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, sidan 274
  12. ^ [abc]Amcoff, Elisabet m.fl. (2012). Riksmaten - vuxna 2010-11 : Livsmedels- och näringsintag bland vuxna i Sverige.Uppsala:Livsmedelsverket. sid. 103.ISBN 978 91 7714 216 4.http://www.livsmedelsverket.se/globalassets/publikationsdatabas/rapporter/2011/riksmaten_2010_20111.pdf. Läst 4 augusti 2019 

Källor

[redigera |redigera wikitext]
v  r
Periodiska systemet
Auktoritetsdata
Hämtad från ”https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Järn&oldid=58160971
Kategorier:
Dolda kategorier:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp