Jern: Forskelle mellem versioner

'''Jern''' ([[Oldnordisk (sprog)|oldnordisk]]: ''iarn'', [[tysk (sprog)|germansk]]: ''isarn'') er navnet på et [[tungmetal]], et [[grundstof]] i det [[periodiske system]] med kemisk symbol Fe (lat.latin ''Ferrum'', Jern) og atomnummer 26. Det er et [[metal]] og står i 4. periode og i 8. undergruppe, da der i [[det periodiske system]] både er hovedgrupper og undergrupper, og jern(Fe) står i udergruppenundergruppen.

Jern er det 10.tiende mest almindelige grundstof i [[univers]]et, og udgør 6,2 % af jordens overflade. ogDet er dermed det fjerde mest udbredte grundstof på jordenJorden (efter [[oxygen]], [[silicium]] og [[aluminium]]). Jern menes at være hovedbestanddelen af [[jordensJordens kerne]].

Jern udvindes af [[jernmalm]], der ikke er rent jern, men som indeholder [[jernoxid]]er, såsom [[hæmatit]] og [[magnetit]]. Jernmalmen reduceres til råjern gennem flere forskellige rensningsprocesser; derved fjernes urenheder i form af [[slagger]].

[[Atomkerne]]n i jern[[isotop]]en ⁵⁶Fe har den højeste bindingsenergi perpr. [[kernepartikel]] af alle atomkerner. Det vil sige, at isotopen ikke er anvendelig til dannelse af fusionenergi (atomkernesammensmeltning) eller fissionsenergi (atomkernespaltning).

Ved stuetemperatur er den mest almindelige [[allotrop]]e form af rent jern ferrit eller α-jern. Denne allotrop danner et kubisk rumcentreret [[krystalgitter]], der eksisterer under 911 °C. Under [[Curiepunkt]]et ved 760 °C er ferrit [[magnetisme|magnetisk]]. Allotropen mellem 760 °C og 911 °C hedder β-jern. Ud over de magnetiske egenskaber adskiller den sig ikke fra ferritisk α-jern,. og derforDen bliver denderfor sædvanligvis betegnet som α-jern. Indtil 13921.392 °C findes jern i den kubisk fladecentrerede γ-variant (austenit). Ved stadigt stigende temperatur omlejres jernet til δ-ferrit, der atter viser et kubisk rumcentreret gitter. Smeltepunktet er 15381.538 °C.

DetJern eroptræder meget sjældent, at jern optræder i helt ren form i naturen. Mineralet [[krystal]]liserer i et terningeformet krystalsystem og har en [[hårdhed (metal)|hårdhed]] på 4,5 på [[Mohs' hårdhedsskala]] og en stålgrå til sort farve. På grund af reaktion med [[vand]] og [[ilt]] er rent jern ikke stabilt.

Jern er med 95 % af tonnagen det metal, der bruges mest i Verden. Grunden er, at det er til rådighed de fleste steder, hvilket gør det billigt, samt at jernlegeringernes fasthed og sejhed gør dem nyttige på mange områder. Meget jern bliver anvendt ved fremstillingen af [[bil (køretøj)|biler]], [[skib]]e og i højhusbyggerier ([[jernbeton]]).

* [[Råjern]] indeholder 4-5 % [[kulstof]] sammen med forskellige andele af [[svovl]], [[fosfor]] og [[silicium]]. Det er et mellemprodukt i fremstillingen af støbejern og stål.

* [[støbejernStøbejern]] 2-4,5 % kulstof og flere andre legeringsstoffer som f.eks.fx silicium og [[mangan]]. Afhængigt af afkølingstempoet findes kulstoffet i støbejern enten som [[karbid]] eller i ren form som [[grafit]]. Med henvisning til brudfladernes udseende taler man i det første tilfælde om hvidt og i det andet tilfælde om gråt støbejern. Støbejern er meget hårdt og skørt. Det lader sig almindeligvis ikke omforme plastisk.

* [[stålStål]] indeholder 0-2,5 % kulstof. I modsætning til støbejern er det plastisk formbart. Ved legering og ved en egnet kombination af varmebehandling og plastisk omformning kan man variere de mekaniske egenskaber hos stål i bred forstand.

* [[Smedejern]] har et kulstofindhold på under 0,3 % og er sejere og blødere end stål.

* [[Plantenæringsstof]]: Jern er et uundværligt stof for alle [[organisme]]r (f.eks.både [[plante]]r og [[dyr]]). Hos planter giver jernmangel sig til kende ved, at bladkødet bliver lysegrønt, mens bladribberne og det nærmeste bladkød bliver ved med at være normalt grønt. Bladene vil vise et billede af en mørkegrøn fjer på en lysegrøn bund. Jernmangel hos planter afhjælpes enten ved at øge [[jord]]ens surhedsgrad (hvad der frigør mere jern i en form, der kan optages) eller ved at strø jernvitriol ([[jernsulfat]]) på jorden under planten. Normalt vil 10 g/m² ervære passende.

Med en andel på 5 % er jern dog også et af de mest udbredte [[grundstof]]fer i [[jordskorpen]]. De første kilder, der blev udnyttet, var [[myremalm]] og frit tilgængelige malme. I dag udnytter man først og fremmest magnetjern med et indhold på 40 %.

Det vigtigste [[mineral]] til jernudvinding er [[hæmatit]], der mest består af Fe₂O₃. Jernet bliver udvundet gennem en kemisk [[reduktion (kemi)|reduktion]] med [[kulstof]] ved en [[temperatur]] på ca.omkring 20002.000 °C. Først tilfører man højovnen [[koks]], som reagerer med [[luft]]ens [[ilt]] og danner [[kulmonooxid]]:

Det dannede slagger bliver brugt i vejbyggeri m.m. og tidligere også som [[gødning]].

På verdensplan blev der i år [[2000]] udvundet ca.omkring 10001.000 mega[[ton]] jernmalm til en værdi af ca.cirka 25 mia.milliarder €euro. De mest betydningsfulde leverandører af jernmalm er [[Kina]], [[Brasilien]], [[Australien]], [[Rusland]] og [[Indien]]. TilsammenDe fem lande leverer detilsammen ca.cirka 70 % af verdens behov. Af de 10001.000 megaton malm blev der udvundet ca.cirka 572 megaton jern. Dertil kommer det jern, der udvindes af skrot.

Jernmalm bliver udvundet i åbne brud og i egentlige [[mine (råstof)|miner]]. De steder, hvor malmen er lødig nok, og hvor den træder frem på overfladen, kan man udnytte malmen i de mindre bekostelige, åbne brud. I dag bryder man hovedsageligt jernmalm på denne måde i [[Sydamerika]], særligt Brasilien, i det vestlige Australien, i Kina, i [[Østeuropa]] (f.eks.fx [[Ukraine]]) og [[Canada]].

I de seneste år har disse lande fortrængt de lande, der oprindeligt var de mest betydningsfulde leverandører af jernmalm som f.eks.fx [[Frankrig]], [[Sverige]] eller [[Tyskland]], hvis sidste jernmine i [[Oberpfalz]] blev lukket i [[1987]].

[[Fil:Waste - Schrap metal 02.jpg|thumb|310px|Jernskrot - – et vigtigt tilskud i fremstillingen af [[stål]].]]

Ganske vist skaber den relativt lette brydning også et stort problem: [[Eksport]]en af råstoffer er nu som før hovedindstægtskilden for mange af de fattige stater. Som følge deraf kaster mange af de højtforgældede tropelande sig over disse ressourcer, men for det meste på bekostning af mennesker og miljø. Kæmpemæssige malmlejer som [[Ok Tedi]]-minen i [[Papua Ny Guinea]] ødelægger ikke barealene [[regnskov]]en på deres egentlige område, men også hele landskabet i vid omkreds. For de yderst [[giftSpildevand]]ige mængder afog [[spildevandslam]] ogindeholder [[slamgift|giftigsttoffer]]. tipperOfte tager mineejerne simpelthenikke afhånd iom nærhedendet, og derfra fordeler giften sigspredes via [[flod]]erne –og påoptages eni mådefisk såog detandre organismer. På den måde er minedrift blevet til en sundhedsrisiko for den lokale befolkning, atsom spise [[fisk]]lever nedstrøms i forhold til [[Ok Tedi]].

Før den videre forarbejdning bliver malmen til sidst slået i stykker og knust. SåDerpå bliver malmkornene sorteret efter størrelse og sintret sammen. Det vil sige, at små korn bliver sammenklæbet, for kun på den måde kan de bruges i højovnene. I højovnen er der skiftevis et lag af jernmalm, og et lag af koks. Koks er en slags kul, som er 90 % kulstof, og det bruges både som brændsel i højovnen, menog også somtil filtrering af metallet. I bunden blæses luft ind til at give en bedre forbrænding, men oxygenet indgår også i reaktionen.

Jern har fire naturligt forekommende, stabile [[isotop]]er med følgende, relative forekomst: ⁵⁴Fe (5.,8 %), ⁵⁶Fe (91.,7 %),

⁵⁷Fe (2.,2 %) og ⁵⁸Fe (0.,3 %).

| align="center" | ⁵⁴Fe || 5.,8 %

| 2.73 yår

| align="center" | ⁵⁶Fe || 91.,72 %

| align="center" | ⁵⁷Fe || 2.,2 %

| align="center" | ⁵⁸Fe || 0.,28 %

| 44.503 dår || β || 1.565 MeV || [[Kobolt|⁵⁹Co]]

| 1.5E⁶ yår || β^- || 3.978 MeV

Isotopen ⁶⁰Fe har en [[halveringstid]] på 1,5 millioner år. Eksistensen af ⁶⁰Fe ved begyndelsen af planetsystemets opståen er blevet opdaget ved en sammenhæng mellem forekomsten af ⁶⁰[[nikkel|Ni]], henfaldsproduktet fra ⁶⁰Fe, og forekomsterne af de stabile Fe-isotoper i visse dele af flere [[meteorit]]ter (f.eks.fx i meteoritterne ''Semarkona'' og ''Chervony Kut''). Muligvis spillede den frigjorte energi fra det radioaktive henfald af ⁶⁰Fe, sammen med henfaldsenergien fra det ligeledes indlejrede, radioaktive ²⁶[[Aluminium|Al]], en rolle ved opsmeltningen og differentieringen af [[asteroide]]rne umiddelbart efter deres dannelse for ca.cirka 4,6 milliarder år siden.

Ca.Cirka 1 gram jern fremkalder alvorlige forgiftningssymptomer hos toårige børn, og 3 gram kan være dødeligt. Langvarigt overskud af jern fører til [[hæmokromatose]] (jernudskilningssyge). Jernet ophobes i [[lever]]en, og der fører det til [[siderose]] (aflejring af jernsalte) og organskader. Derfor kan jernpræparater kun anbefales i forbindelse med [[jernmangel]].