Jern

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 14
4 skal 2
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Iron
Navn på Tysk
Eisen
Navn på Fransk
Fer
Navn
Jern
Symbol
Fe
Atomnummer
26
Atommasse
55,85
Smeltepunkt
1536°C
Kogepunkt
2887°C
Massefylde
7,86 g/cm3
Elektronnegativitet
1,8
Oxidationstrin
+2, +3
Isotopmasseområde
45 - 75
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
Jern er et af de ni 'oldtidsgrundstoffer'. Af disse er syv metaller: jern, guld, sølv, kviksølv, kobber, tin og bly, medens de to sidste er ikke-metaller: carbon og svovl. Egypterne fremstillede jerngenstande 3000-2500 år f.Kr. De ældste stykker jern, man har fundet, stammer netop fra Egypten og er fra ca. 3500 år f.Kr. eller måske endnu tidligere. Dette jern indeholder tillige 7,5 % nikkel, hvorfor det formodes at være meteoritjern. Det ældste smedede jern er fra Tell Asmar i Mesopotamien (nuværende Irak) og er fra 3000-2700 år f.Kr., og det indeholder ikke nikkel. På grund af jerns villighed til at ruste er der kun fundet få meget gamle jerngenstande. I Norden blev jernet kendt i jernalderen, som begynder omkring år 500 f.Kr. I denne periode erstatter jern bronzen som råmateriale til fremstilling af våben og redskaber. I 1745 opdagede den italienske læge V. Menghini som den første, at blod er jernholdigt. Jernets magnetiske egenskaber opdagedes af den græske filosof Thales fra Milet, idet han omkring år 585 f. Kr. gjorde opmærksom på nogle jernminer nær oldtidsbyen Magnesia i Lydien i Lilleasien. I disse miner fandtes mineraler med en mærkelig tiltrækningskraft. Efter findestedet kaldte han mineralerne for magneter. Thales havde fundet det jernholdige mineral magnetit - også kaldet magnetjernsten.

Navn
Etymologien af de mange germanske, romanske og slaviske navne for jern er noget usikker. Det danske ord 'jern' kommer af det oldnordiske 'isarn-iarn', ligesom den engelske betegnelse 'iron' kommer af det oldengelske 'isern-iren'. På de romanske sprog har grundstoffet navne, som er afledt af det latinske ord 'ferrum', som igen menes at være afledt af ordet 'firmus', der betyder fasthed.

Egenskaber
I ren tilstand er jern forholdsvis bestandigt og korroderer ikke i tør luft og i oxygen- og carbondioxidfrit vand. I fugtig luft ruster jern. Rust danner i modsætning til ir på kobber ikke noget beskyttende lag på jern, men det virker ligefrem katalyserende på yderligere rustdannelse. I lighed med grundstofferne cobalt og nikkel er jern magnetisk. Ved 770°C. mister det sine magnetiske egenskaber (Curiepunktet). Jern er et uædelt metal, som angribes af de fleste syrer, hvorunder der ofte dannes fri hydrogen. Med fortyndet svovlsyre er reaktionen:

Fe + H
2SO4 —> FeSO4 + H2

Jern lader sig smede, valse, hærde og støbe afhængigt af dets indhold af carbon. I Det Periodiske System hører jern til 6.undergruppe.

Forekomst
Jern er et af de mest udbredte grundstoffer i jordskorpen. Det findes næsten aldrig frit, men i mange mineraler såsom hæmatit (jernglans), Fe2O3, jernspat (siderit), FeCO3, magnetit (magnetjernsten), Fe3O4 og svovlkis (pyrit), FeS2. I meteoritter findes frit jern, og man antager, at det første jern mennesket anvendte, var meteoritjern.

Udvinding
Ved udvinding af jern fra jernmalm blandes malmen i højovne med koks. Ved opvarmning dannes gassen carbonmonoxid, CO, som reducerer jernet i malmen til frit jern. På grund af den høje temperatur er jernet flydende, og det kan da aftappes i bunden af ovnen som råjern. Efter en række raffineringsprocesser hvorunder det meste carbon, men også phosphor og svovl samt andre urenheder bortbrændes, omdannes råjernet til stål, som er en legering af jern og mindre end 1,5 % carbon. Kemisk rent jern kan fremstilles ved at reducere jern(III)oxid, Fe2O3 med hydrogen, H2

Fe
2O3 + 3H2 —> 2Fe + 3H2O

Stålfremstilling menes at gå helt tilbage til omkr. 900-tallet, hvilket bekræftes af arkæologiske fund i Turkmenistan, en tidligere Sovjetrepublik.

Anvendelse
Jern (stål) og andre jernlegeringer anvendes bl.a. på grund af deres store styrke til fremstilling af utallige genstande. Imidlertid har adskillige lettere metaller overtaget jernets rolle på mange områder, men det vil dog også i fremtiden fortsat være det mest anvendte brugsmetal.

Miljø og Helse
Fysiologisk spiller jern en vigtig rolle. Det findes i blodets hæmoglobin og musklernes myoglobin, hvor det er af betydning for optagelse og transport af oxygen. Proteinet ferritrin udgør en vigtig jernreserve i organismen. I planter er jern med ved dannelsen af chlorofyl, men det indgår dog ikke i selve chlorofylet, som er magnesiumholdig. Blodmangel (anæmi), som er en tilstand, hvor mængden af hæmoglobin er nedsat, behandles undertiden med jernpræparater.