IJzer (element)

Scheikundig element met symbool Fe en atoomnummer 26

Zie Fe (doorverwijspagina) voor andere betekenissen van Fe.

IJzer is een scheikundig element met symbool Fe (uit het Latijn: ferrum) en atoomnummer 26. Het is een grijs, ruw overgangsmetaal. IJzer wordt gewonnen uit ijzererts, gedolven in ijzermijnen die in grote delen van de wereld voorkomen.

IJzer / Ferrum
118
1H2Periodiek systeem 1314151617He
2LiBeBCNOFNe
3NaMg3456789101112AlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRa↓↓RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
LanthanidenLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
ActinidenAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
IJzer
Algemeen
NaamIJzer / Ferrum
SymboolFe
Atoomnummer26
GroepPlatinagroep
PeriodePeriode 4
BlokD-blok
ReeksOvergangsmetalen
KleurGrijs
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u)55,845
Elektronenconfiguratie[Ar]3d6 4s2
Oxidatietoestanden+2, +3
Elektronegativiteit (Pauling)1,83
Atoomstraal (pm)124,1
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)762,47
2e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)1561,90
3e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1)2957,49
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3)7860
Hardheid (Mohs)4,0
Smeltpunt (K)1811
Kookpunt (K)3134
AggregatietoestandVast
Smeltwarmte (kJ·mol−1)13,80
Verdampingswarmte (kJ·mol−1)349,60
Kristalstructuurk.r.g. (bij kamertemp.)
Molair volume (m3·mol−1)7,09·10−6
Geluidssnelheid (m·s−1)4910
Specifieke warmte (J·kg−1·K−1)440
Elektrische weerstandΩ·cm)9,71
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1)80,2
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt,
tenzij anders aangegeven
Portaal  Portaalicoon  Scheikunde

In de volksmond wordt de term ijzer vaak gebruikt voor materiaal dat eigenlijk staal heet, een legering van ijzer en koolstof.

Ontdekkingbewerken

Uit opgravingen blijkt dat rond 4000 v.Chr. ijzer al werd gebruikt in Sumer en het Oude Egypte voor speerpunten en ornamenten. Veelal was het ijzer hiervoor afkomstig van ingeslagen meteorieten (het zogenaamde meteoorijzer). De ijzeren dolk van Toetanchamon was waarschijnlijk gemaakt van meteoorijzer.[1]In de daarop volgende eeuwen werd het gebruik van ijzer verspreid naar Mesopotamië, Anatolië en het Midden-Oosten. IJzer was in die dagen een uiterst duur metaal. Van de handelaren van het kārum Kaneš uit ca. de 19e eeuw v.Chr. weten we bijvoorbeeld dat een sikkel ijzer tussen de 40 en 95 sikkelen zilver opbracht.[2] Pas nadat men ontdekte hoe men ijzer op grote schaal uit zijn ertsen kon winnen en vervolgens smeden, werd het een betaalbare stof en nam het gebruik een hoge vlucht. IJzerbewerking werd in Griekenland geïntroduceerd in de late 11e eeuw voor Chr. Vanuit Griekenland verspreidde het zich snel over Europa.

IJzer werd in het antieke Italië geproduceerd door de Etrusken. Vanaf ca 100 v. Chr. was het een zeer gangbaar metaal waar gebruiksvoorwerpen voor de landbouw, dolken en nagels (constructies) uit vervaardigd werden.

Tussen de 12e eeuw v.Chr. en de 10e eeuw v.Chr. nam ijzer de plaats van brons over bij de productie van gereedschappen en wapens. Deze overgang van brons naar ijzer, die de ijzertijd inluidde, werd niet zozeer veroorzaakt door betere eigenschappen van ijzer, maar meer door sterk geslonken beschikbaarheid van tin, een hoofdbestanddeel van brons. In het Midden-Oosten ontdekte men dat de kwaliteit kon worden verbeterd door het ruwe ijzererts te verhitten in een bed van houtskool. Later werd dit procedé bekend als carbonisatie. In China werd het principe van de hoogoven bedacht en kon de kwaliteit van het ijzer verder worden verbeterd. Er kwam dan meer koolstof in het ijzer waardoor al een soort staal ontstond.

Etymologiebewerken

Het woord ijzer, van Middelnederlands iseren, is afkomstig van het Oergermaanse *īsarnan,[3] waaruit Nederduits Iesen, Duits Eisen, Engels iron, Deens jern ontstaan zijn. In de periode van de La-Tène-cultuur (laatste 500 jaar v.Chr.) is het ontleend aan Gallisch īsarnon (vergelijk Iers iarann en Welsh haearn). Men veronderstelt wel afleiding van het Proto-Indo-Europees *ésh₂r̥ ‘bloed’.[4]

Toepassingen en gebruiksmogelijkhedenbewerken

Lezing van professor Niels Deen (TU Eindhoven) over ijzer als mogelijke brandstof - Universiteit van Nederland

Van alle bekende metalen wordt ijzer het meest gebruikt, tegenwoordig vooral in de vorm van staal. Omdat het goedkoop en sterk is wordt het gebruikt voor bijvoorbeeld auto's, schepen en voor het bouwen van grote constructies.

Andere toepassingen van ijzer zijn:

Opmerkelijke eigenschappenbewerken

IJzer is net als nikkel en kobalt een ferromagnetisch metaal.[5]

De kern van de meest voorkomende ijzerisotoop ijzer-56 heeft de op één na hoogste bindingsenergie (per kerndeeltje) van alle elementen, waardoor ijzer het zwaarste element is dat exotherm kan worden gemaakt door fusie en het lichtste element dat zonder energieverlies kan worden gemaakt door kernsplijting. Dit verklaart waarom het element zeer veel voorkomt in het heelal. De totale massa ijzer in het universum bedraagt meer dan 100 keer die van alle zwaardere elementen tezamen. Met 32,1% is ijzer het element dat het meest voorkomt in de samenstelling van de aarde.

Verschijningbewerken

De aardkorst bestaat voor ongeveer 5% uit ijzer, meest voorkomend als het mineraal hematiet; ijzer(III)oxide (Fe2O3). Zuiver ijzer wordt hieruit geïsoleerd door het erts bij hoge temperatuur te reduceren met koolstof. In vrijwel alle delen van de wereld zijn ijzermijnen te vinden. De grootste wingebieden liggen in China, Brazilië, Australië, Rusland en India, samen goed voor ongeveer 70% van de wereldproductie.

In het heelal komt ijzer naar verhouding tot zijn hoog atoomnummer nog relatief veel voor omdat het het laatste scheikundige element is dat door kernfusie wordt geproduceerd in superzware sterren (nucleosynthese). Dat is waarschijnlijk ook waarom de aardkern, verantwoordelijk voor 35% van de massa van de aarde, hoofdzakelijk bestaat uit ijzer in een legering met nikkel. IJzer komt veelvuldig voor in de kern van alle terrestrische planeten en van de Maan.

In de mantel van de aarde komt ijzer voor in gebonden vorm. Door de grote hoeveelheden ijzer in de korst en in de mantel is ijzer het meest voorkomende scheikundige element op aarde (gerekend als fractie van de totale massa). In de korst is het slechts het vierde element na zuurstof, silicium en aluminium.

IJzerverbindingenbewerken

IJzer kan binaire verbindingen aangaan met halogenen en chalcogenen.

Verbindingen met Fe2+ werden vroeger aangeduid met ferro- voor Fe(II), Fe3+ met ferri- voor Fe(III) en Fe4+ met ferryl- voor Fe(IV), naargelang de oxidatietoestand. Bijvoorbeeld ferrocyanide en ferricyanide (de twee toestanden van hexacyanoferraat). De huidige anorganische nomenclatuur volgens de IUPAC raadt deze benamingen af.

Isotopenbewerken

Zie Isotopen van ijzer voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Stabielste isotopen
IsotoopRelatieve aanwezigheid (%)Halveringstijdvervalvormvervalenergie (MeV)vervalproduct
54Fe5,845stabiel met 28 neutronen
55Fesyn2,73 jEV2,60355Mn
56Fe91,754stabiel met 30 neutronen
57Fe2,119stabiel met 31 neutronen
58Fe0,282stabiel met 32 neutronen
59Fesyn44,503 dβ1,56559Co
60Fesyn(2,62 ± 0,04)×106 j[6]β3,97860Co

In de natuur komen vier stabiele ijzerisotopen voor waarvan ijzer-56 de meest voorkomende is. IJzer-60 is een erg lang levende radioactieve isotoop en is van groot belang bij onderzoek naar de oorsprong van het zonnestelsel.

Toxicologie en veiligheidbewerken

Hoewel ijzer als bestanddeel van o.a. hemoglobine in het menselijk lichaam noodzakelijk is, is het mogelijk er te veel van in het lichaam te hebben; deze ziekte heet hemochromatose, Dit kan organen als de lever, het hart en endocriene organen (alvleesklier) aantasten.

IJzer in voedingbewerken

Zie IJzer (voeding) voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

In organismen speelt ijzer een belangrijke rol. Het eiwit hemoglobine dankt zijn activiteit aan ijzerionen en ijzer is ook een belangrijk bestanddeel van veel enzymen. Dit ijzer zit in veelal eiwithoudende voedselbronnen zoals vlees, vis, granen, peulvruchten en bonen. Het menselijk lichaam heeft dagelijks ongeveer 15 mg ijzer nodig. Als supplement bij bloedarmoede kan ijzer worden gegeven in verschillende verbindingen. Onder andere als ferrosulfaat,[7] ferrogluconaat,[8] ferrochloride,[9] ferrofumaraat[10] en ferrosuccinaat.

Externe linksbewerken

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Iron op Wikimedia Commons.
🔥 Top keywords: HoofdpaginaSpeciaal:ZoekenBart Verbruggen (voetballer)Witte DonderdagPasenSpecial:MyPage/zeusmodepreferences.jsDwars door VlaanderenChatGPTLenny KuhrDef RhymzGoede VrijdagBart De PauwBaltimore (Maryland)White Boy RickPirates of the Caribbean (filmserie)Rob OudkerkWout van AertEuropees kampioenschap voetbal 2024David CohenFacebookLouisa JanssenPegidaRobert OppenheimerJoodse Raad voor AmsterdamRichard SerraJoshua BrenetRonde van VlaanderenNederlandVirrie CohenJob CohenHumphrey CampbellXHamsterGoede WeekZomertijdSpeciaal:RecenteWijzigingenElla-June HenrardSphinx (televisieserie)Cleopatra VIITadzjikistanClarence SeedorfEmma Moortgat3 Body ProblemYouTubeFrancis Scott Key Bridge (Baltimore)Eurovisiesongfestival 202427 maartMatteo JorgensonJohan NeeskensLijst van personen overleden in maart 2024User:Mbch331/NuwegZionismeLiesa NaertJoy (2015)Maurizio GucciJoost KleinRichard WagnerAntisemitismeRote Armee FraktionGeorgiëAbraham Asscher (1880-1950)Emma BaleMia FarrowMathieu van der PoelVincent van GoghSALTOShell PernisKanariebergKeira KnightleyPokiVrijmetselarijJort KelderFrank VercruyssenFrederieke LeeflangErnst Daniël SmidBelgiëMarianne VosCollectie P. en N. de BoerSean CombsWikiEndrick FelipeThierry BaudetKen MilesStille ZaterdagDe Mol (televisieprogramma)Zaak-De PauwLionel MessiNederlandse Omroep StichtingFranz KafkaEva JinekPatrizia ReggianiNederlands voetbalelftal (mannen)Adolf HitlerJavaanse tijgerRobert Edwin PearyLijst van landnummers in de telefonie op volgorde van zoneIKEAFritz WepperGaslightingEuropees kampioenschap voetbal mannen