Jern er grundstof nummer 26. Det er placeret i det periodiske systems 8. gruppe og har atomtegnet Fe (af lat. ferrum, jern). Jern er et metal og er et af Solsystemets almindeligste grundstoffer med omtrent samme hyppighed som silicium og magnesium. Kun brint, helium, ilt, kvælstof, neon og kulstof er mere almindelige.
Faktaboks
- også kendt som:
-
Ferrum
Jordens gennemsnitlige massefylde, 5,52 g/cm3, dens magnetfelt og udbredelsesmåden af de seismiske bølger har ført til den antagelse, at jordindret er meget jernrigt. Det kan dreje sig om en flydende jernkerne med en diameter på ca. 7000 km og indeholdende 8-10% nikkel og svovl. Visse observationer tyder på, at den allerinderste del, med en diameter på ca. 2800 km, udgøres af en fast nikkeljernkerne under stort tryk og ved høj temperatur. I så fald foreligger jernet dér i den såkaldte epsilonform, der har tætpakket hexagonal krystalstruktur. Det antages, at vore naboplaneter Merkur, Venus og Mars også har centrale jernkerner. Derimod mener man, at Månen kun har lidt jern.
Jern er et meget mærkeligt metal. Det er magnetisk indtil Curietemperaturen, 770 °C. Det har to allotrope former, ferrit og austenit, der er yderst forskellige. Ferrit er den form, som jernet foreligger i ved almindelige temperaturer. Austenit dannes, når jernet opvarmes over 910 °C, og denne form er betydelig mere duktil (bøjelig og strækbar) end ferrit. Dette har smedene opdaget allerede i oldtiden, hvorfor alt smedearbejde foregår ved temperaturer over 910 °C. Ferrit kan opløse en del silicium, fosfor og chrom, men kun meget lidt kulstof. Austenit derimod opløser især kulstof, nikkel og mangan. Isotopen 57Fe danner grundlag for en særlig analysemetode, Mössbauerspektroskopi.
Jerns egenskaber | |
---|---|
Nummer | 26 |
Atomtegn | Fe |
Navn | jern |
Relativ atommasse | 55,847 |
Densitet | 7,86 g/cm3 (20 °C) |
Smeltepunkt | 1535 °C |
Kogepunkt | 2750 °C |
Opdagelse | kendt siden oldtiden |
Jern har en grålig brudflade, men det kan poleres, så det bliver skinnende blankt, "hvidt". Teknisk jern er i reglen kun 99,5% rent, resten er silicium, mangan, kulstof og ilt. Den reneste jernkvalitet, som fremstilles i større mængder, er Armcojern med ca. 99,8% jern. Små mængder af særlig rent jern (> 99,9% jern), kan fremstilles som elektrolytmetal eller som carbonyljern. Teknisk rent jern har en flydespænding på 180-220 MPa og en trækstyrke på 290-330 MPa. Ved flydespændingen viser jern et overraskende knækpunkt, der kan henføres til et for jern ejendommeligt samspil mellem kulstofatomer og dislokationer.
Jern forekommer som en væsentlig bestandel af meteoritter. Det udgør således ca. 90% af jernmeteoritterne. De langsomt kølede Cape York-meteoritter er opbygget af kæmpe jernkrystaller. Således er fragmentet Agpalilik en 20 t nikkeljernkrystal, der er 2 m i diameter. Krystallerne i teknisk jern er kun 0,02 mm i diameter, dvs. de har et 1015 gange mindre rumfang.
En poleret jerngenstand ruster ikke indendørs; men ved relativ fugtighed over 60% begynder jern at reagere pga. den store affinitet til ilt og vand. Rust er en samlebetegnelse for blandinger af jernoxider, jernhydroxider og amorfe nedbrydningsprodukter. Ved tilstedeværelsen af klorioner går nedbrydningen af jern særlig stærkt, fordi de ødelægger jernets passiverende oxidfilm. Jern, der er begravet i "græsrodsdybde", nedbrydes hurtigere end det, der ligger dybere nede i jorden eller er eksponeret på overfladen. I græsrodsdybde er der tilstrækkelig med ilt og kloridioner og en jævn fugtighed, så ødelæggelsen går hurtigt, bl.a. under dannelse af hibbingit og akaganeit. Massive jernklumper kan dog overleve længe, hvis klimaet er tørt, og der er få salte. Visse jernmeteoritter fra Chiles ørken og fra Antarktis kan vises at være faldet for mere end 500.000 år siden.
Kommentarer
Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.