Fapte despre elementul fier

Fier vechi și oțel pentru reciclare. Cum s-au schimbat vremurile; cândva, fierul valora de opt ori mai mult decât aurul.

Descoperirea fierului

Fierul este cunoscut încă din cele mai vechi timpuri.

Este probabil ca primul fier folosit de oameni să fi provenit din meteoriți.

Majoritatea obiectelor care cad pe Pământ din spațiu sunt pietroase, dar o mică proporție, cum ar fi cel din imagine, sunt „meteoriți de fier”, cu un conținut de fier de peste 90%.

Fierul se corodează ușor, așa că artefactele din fier din timpuri străvechi sunt mult mai rare decât obiectele din argint sau aur. Acest lucru face ca istoria fierului să fie mai greu de urmărit decât cea a metalelor mai puțin reactive.

Au fost descoperite artefacte realizate din fier de meteorit care datează din aproximativ 5000 î.Hr. (și deci au o vechime de aproximativ 7000 de ani) – de exemplu, mărgele de fier în morminte din Egipt. (1)

În Mesopotamia (Irak) există dovezi că oamenii fuzionau fierul în jurul anului 5000 î.Hr.

În Egipt și Mesopotamia au fost găsite artefacte realizate din fier topit care datează de aproximativ 3000 î.Hr. (1), (2), (3)

În acele vremuri, fierul era un metal ceremonial; era prea scump pentru a fi folosit în viața de zi cu zi. Scrierile asiriene ne spun că fierul era de opt ori mai valoros decât aurul. (1)

Epoca fierului a început în jurul anilor 1300-1200 î.Hr. când fierul a devenit suficient de ieftin pentru a înlocui bronzul.

Adăugarea carbonului la fier pentru a face oțel a fost probabil accidentală la început – o alăturare a fierului topit și a cărbunelui din focul de topire. Acest lucru s-a întâmplat probabil în jurul anului 1000 î.Hr. (4)

Până când acest lucru s-a întâmplat, au existat puține motive tehnologice pentru ca epoca bronzului să cedeze locul epocii fierului; tehnicile de îmbunătățire a fierului prin adăugarea de carbon (pentru a face oțel) și de prelucrare la rece au fost necesare înainte ca fierul să fie preferat în totalitate bronzului. (5)

Fierul a fost folosit în mod obișnuit în epoca romană. În secolul I, Pliniu cel Bătrân spunea: „Cu ajutorul fierului construim case, despicăm stânci și îndeplinim atâtea alte funcții utile în viață”. (6)

Originea simbolului chimic Fe provine din cuvântul latin „ferrum”, care înseamnă fier. Cuvântul fier în sine provine din ‘iren’ în limba anglo-saxonă.

Fapte interesante despre fier

• Se crede că o treime din masa Pământului este formată din fier, cea mai mare parte din acesta aflându-se în adâncul planetei, în miez.
• Pământul are suficient fier pentru a face trei noi planete, fiecare cu aceeași masă ca și Marte.
• Se crede că circulația fierului lichid în adâncul Pământului creează curenții electrici care creează câmpul magnetic al planetei noastre.
• Fierul este esențial pentru dezvoltarea creierului uman. Deficitul de fier la copii duce, printre alte probleme, la afectarea capacității de învățare. (7)
• În antichitate, oamenii nu știau cât de foarte abundent era fierul pe Pământ. Singura lor sursă de fier metalic erau meteoriții. Din scrierile asiriene aflăm că fierul era de opt ori mai valoros decât aurul. Pe lângă raritatea sa, este posibil ca fierul să fi fost, de asemenea, foarte dorit pentru că, venind din cer, se credea că este un dar de la zei: vechii egipteni îl numeau „ba-ne-pe”, ceea ce înseamnă „metalul cerului”. Legătura cu cerul este întărită de Textele Piramidei care se traduc, de exemplu, prin: ‘oasele mele sunt de fier și membrele mele sunt stelele nepieritoare’. (8) (9)
• Fierul a fost primul metal magnetic descoperit. Pietrele de gheață au fost folosite de navigatorii antici deoarece puteau fi folosite ca busole, indicând polul nord magnetic; acest lucru a fost descris de filosoful grec antic Thales din Milet în anul 600 î.Hr. Lodestones au fost fabricate din magnetită, care este un oxid de fier prezent în natură. Formula magnetitei este FeO.Fe2O3.
• Câteva animale au un al șaselea simț – simțul magnetic. Magnetita a fost găsită la o gamă largă de animale, inclusiv la albine de miere, porumbei călători și delfini. Aceste animale sunt sensibile la câmpul magnetic al Pământului, ceea ce le ajută la capacitatea lor de a naviga.
• Meteoritul Hoba din Namibia este cea mai mare bucată de fier din natură din lume, cântărind peste 60 de tone. Este alcătuit din 82 – 83% fier, 16 – 17% nichel, aproximativ 1% cobalt și urme foarte mici de alte elemente. Meteoritul Hoba este cel mai mare meteorit unic descoperit vreodată.
• Fierul este feromagnetic. Feromagnetismul este cel mai puternic tip de magnetism. Alte metale feromagnetice comune sunt nichelul și cobaltul.
• Magneți foarte puternici pot fi realizați folosind fier, nichel sau cobalt în asociere cu metale de pământuri rare. Magneții NIB (Neodimiu – Fier – Bor) au fost inventați la începutul anilor 1980. Aceștia sunt un aliaj în proporțiile Nd2Fe14B. Sunt folosiți în calculatoare, telefoane mobile, echipamente medicale, jucării, motoare, turbine eoliene și sisteme audio.

Meteoritele Hoba. Din fericire, nu a căzut pe casa nimănui! Imagine realizată de Ra’ike

Rașini de fier atrase de magnetita naturală. Imagine realizată de Compl33t.

Fierul a ars în oxigen pur pentru a forma oxid de fier.

Acum, în sens invers față de primul video, oxidul de fier este redus înapoi la fier.

Aparență și caracteristici

Efecte nocive:

Fierul este considerat netoxic.

Caracteristici:

Fierul este un metal ductil, gri, relativ moale și este un conductor moderat de căldură și electricitate.

Este atras de magneți și poate fi ușor magnetizat.

Metalul pur este foarte reactiv din punct de vedere chimic și ruginește ușor în aerul umed, formând oxizi de culoare roșie-brună.

Există trei forme alotropice ale fierului, cunoscute sub numele de alfa, gamma și delta.

Fierul alfa, cunoscut și sub numele de ferită, este forma stabilă a fierului la temperaturi normale.

Utilizări ale fierului

Fierul este cel mai ieftin și cel mai important dintre toate metalele – important în sensul că fierul este în mod covârșitor cel mai frecvent utilizat metal, reprezentând 95% din producția mondială de metale.

Fierul este folosit la fabricarea oțelului și a altor aliaje importante în construcții și în industria prelucrătoare.

De asemenea, fierul este vital în funcționarea organismelor vii, transportând oxigenul în sânge prin intermediul moleculei de hemoglobină.

Abundanță și izotopi

Abundanță scoarța terestră: 5,6 % în greutate, 2,1 % în moli

Abundență sistem solar: 1000 părți pe milion în greutate, 30 părți pe milion în moli

Cost, pur: 7,2 dolari pe 100g

Cost, vrac: 0,02 dolari pe 100g

Sursa: Sursa: Institutul de Cercetări Științifice din România: Fierul nu se găsește liber în natură, dar se găsește în minereuri de fier, cum ar fi hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4) și taconita. Din punct de vedere comercial, fierul este produs într-un cuptor la temperaturi de aproximativ 2000 oC prin reducerea hematitei sau magnetitei cu carbon.

Izotopi: Fierul are 24 de izotopi ale căror perioade de înjumătățire sunt cunoscute, cu numerele de masă de la 46 la 69. Fierul natural este un amestec de patru izotopi și se găsește în procentele indicate: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%), 57Fe (2,1%) și 58Fe (0,3%).

1. Henry Maryon, Early Near Eastern Steel Swords. 65, 1961, American Journal of Archaeology p1.
2. Michael D. Fenton, Mineral Commodity Profiles – Iron and Steel. 2005, U.S. Geological Survey.
3. R. J. Forbes, Studies in Ancient Technology., IX, 1965, p247.
4. Michael Woods, Mary B. Woods, Ancient Machines: From Wedges to Waterwheels., 2000, p30, Runestone Press.
5. Vincent C. Pigott, The Archaeometallurgy of the Asian Old World, 1999, p28, UPenn Museum of Archaeology.
6. Mary Elvira Weeks, Discovery of the Elements., 2003, p5, Kessinger Publishing.
7. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17101454.
8. John G. Burke, Cosmic Debris: Meteorites in History., 1986, p229, University of California Press.
9. Robert G. Bauval, Investigație asupra originii pietrei benben. 14, 1989, Discuții în egiptologie.
10. Imagine: CDC

Citează această pagină

Pentru a crea un link online, vă rugăm să copiați și să lipiți una dintre următoarele:

<a href="https://www.chemicool.com/elements/iron.html">Iron</a>

sau

<a href="https://www.chemicool.com/elements/iron.html">Iron Element Facts</a>

Pentru a cita această pagină într-un document academic, vă rugăm să folosiți următoarea citare conform MLA:

"Iron." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 06 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/iron.html>.

.