Järn

Poll without page-refresh

Article on other languages:

	del.icio.us
	Digg
	Furl
	Reddit
	Rojo
	Add to OnlyWire

För andra betydelser, se Järn (olika betydelser).

mangan - järn - kobolt
Fe Ru
	Periodiska systemet

Allmänt

Namn, kemiskt tecken, nummer

järn, Fe, 26

8, 4, d

7874 kg/m³ (273 K)

4,0

Utseende

grå metallglänsande

Atomens egenskaper

Atommassa

55,845 u

Atomradie (beräknad)

140 (156) pm

Kovalent radie

125 pm

Elektronkonfiguration

[Ar]3d⁶4s²

e⁻ per skal

2, 8, 14, 2

Oxidationstillstånd (oxid)

2, 3, 4, 6 (amfoterisk)

Kristallstruktur

kubisk rymdcentrerad packning

Ämnets fysiska egenskaper

Aggregationstillstånd

fast

1808 K (1535 °C)

3023 K (2750 °C)

7,09 ·10^-6 m³/mol

349,6 kJ/mol

13,8 kJ/mol

7,05 Pa vid 1808 K

4910 m/s vid 293,15 K

Diverse

Elektronegativitet

1,83 (Paulingskalan)

Värmekapacitet

450 J/(kg·K)

Elektrisk ledningsförmåga

9,93·10⁶ S/m (Ω⁻¹·m⁻¹)

Värmeledningsförmåga

82 W/(m·K)

1^a jonisationspotential

762,5 kJ/mol

2^a jonisationspotential

1561,9 kJ/mol

3^e jonisationspotential

2957 kJ/mol

4^e jonisationspotential

5290 kJ/mol kJ/mol

Mest stabila isotoper

Isotop	Förekomst	Halv.tid	Typ	Energi (MeV)	Prod.
⁵⁴Fe	5,8 %	⁵⁴Fe, stabil isotop med 28 neutron(er)
⁵⁵Fe	syntetisk	2,73 år	ε	0,231	⁵⁵Mn
⁵⁶Fe	91,72 %	⁵⁶Fe, stabil isotop med 30 neutron(er)
⁵⁷Fe	2,2 %	⁵⁷Fe, stabil isotop med 31 neutron(er)
⁵⁸Fe	0,28 %	⁵⁸Fe, stabil isotop med 32 neutron(er)
⁵⁹Fe	syntetisk	44,503 dygn	β^-	1,565	⁵⁹Co
⁶⁰Fe	syntetisk	1,5·10⁶ år	β^-	3,978	⁶⁰Co

SI-enheter & STP används om ej annat angivits

Järn (latinskt namn: Ferrum) är ett vanligt förekommande metalliskt grundämne med många användningsområden. Förr användes det till verktyg och vapen. Numera förädlas det ofta till det vanliga byggmaterialet stål.

Etymologi

Järn är ett samgermanskt ord, besläktat med bland annat engelska iron, tyska Eisen och gotiska eisarn. Orden kan rekonstrueras som *īsarno på det germanska urspråket, vilket troligen är ett lånord från keltiska språk: järn är isarno på galliska och iranann eller íarn på forniriska. Ordet är rotbesläktat (roten *eis-) med grekiska hieros (gudomlig), latin ira (vrede) och avestiska aēšma (ilska).

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

Föreningar

Artikeln anses vara otydlig eller onödigt fackspråklig.
Hjälp gärna till att förtydliga artikeln och göra den mer lättläst. Se eventuellt diskussionssidan för mer information.

De olika oxidationstillstånden som järn har är -2,-1,0,1,2,3,4,6.

-2 i Fe(CO)₄²-
-1 i Fe₂(CO)₄²-
0 i Fe(CO)₅
1 i [Fe(H₂O)₅NO]²+
2 i FeO
3 i Fe₂O₃
4 är väldigt sällsynt men finns i vissa enzym
6 i K₂FeO₄

FeO är ett svart magnetiskt pulver som används i pigment. Fe₂O₃ (järnoxid) är vanlig rost och används också som pigment. K₂FeO₄ (Kaliumferrat) är rödlila och starkt oxiderande.

Förekomst

Järn är det fjärde vanligaste grundämnet i jordskorpan. Det förekommer dock sällan i ren form, men ofta i föreningar med syre såsom hematit och magnetit. Jordens kärna består till stor del av en järn-nickel-legering.

Under Sveriges historia är det framförallt berggrunden i Bergslagen och Norrbotten som har varit och är de viktigaste källorna till järn. I Bergslagen bröts järnmalm i tusentals gruvor (de flesta små) men alla är numera nedlagda. Den största järngruvan i Bergslagen var Grängesberg i Ludvika kommun. Här pågick järnbrytning från 1500-talet fram till 1989. I Norrbotten bryts metallen idag i Kirunavaara och Malmberget. Den förstnämnda var redan 1904 Sveriges största gruva. Malmen i Kirunavaara är ett kolossalt brantstående lager, som huvudsakligen består av magnetit. År 2003 hade 1 200 miljoner ton malm brutits.

Framställning och användning

Detta avsnitt är en sammanfattning av Järnindustri

Man tillverkar vanligtvis järn från Fe₂O₃ eller Fe₃O₄ som reduceras med kol vid ungefär 2000 °C. Först reagerar kolen med syret i luften och bildar kolmonoxid.

6C + 3O₂ → 6 CO

Sedan reagerar kolmonoxiden med järnoxiden och bildar metalliskt järn.

6 CO + 2 Fe₂O₃ → 4 Fe + 6 CO₂

Legeringar med järn

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

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

Biologisk betydelse

Järn är ett viktigt spårämne i den mänskliga kroppen. En vuxen person innehåller cirka 4 gram järn, varav merparten finns i de röda blodkropparna hemoglobin. En mindre del i muskelns röda färgämne myoglobin, små mängder finns upplösta i blodplasman, kroppsvätskorna och utgör en beståndsdel i en lång rad enzymer. Cirka 20% är deponerat i lever, benmärg och mjälte, varifrån det kan mobiliseras vid behov.

Som en beståndsdel av hemoglobinet transporterar järn syre från lungorna ut till alla celler och koldioxid den motsatta vägen. Det ingår i enzymer som i mitokondrierna 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 till rastlösa ben. Brist kan vidare förorsakas av underskott på magsyra samt brist på B6-vitamin, B12-vitamin, C-vitamin, folsyra, zink, koppar eller mangan. Järnunderskott kan medföra blodbrist, cancer, leverbesvär, kronisk gikt i lederna och mottaglighet för infektioner.

Överdosering av järn under längre perioder kan medföra hemosideros (avlagring av järn i vävnaderna) speciellt i lever, 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 i livsmedel som inälvsmat (speciellt lever), ägg, fisk, blodmat, fågel, bladgrönt, fullkorns produkter, katrinplommon, russin, öljäst, rödbetor, broccoli, vetegroddar, sesamfrö, vallmofrö, solrosfrö, bananer, persikor och aprikoser.