Eisen (Fe)
| Ordnungszahl | 26 |
|---|---|
| Atommasse | 55.8452 u |
| Kategorie | Übergangsmetall |
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d⁶ 4s² |
| Aussehen | metallisch glänzend mit gräulichem Schimmer |
| Dichte (STP) | 7874 g/L |
| Schmelzpunkt | 1811 K |
| Siedepunkt | 3134 K |
| Elektronegativität | 1.83 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 762.5 kJ/mol |
| Atomradius | 140 pm |
| Kristallstruktur | Kubisch raumzentriert |
| Entdeckt von | Antike Zivilisationen (-2000) |
Kurzbeschreibung
Eisen (Fe) ist ein glänzendes, silbergraues, duktiles und magnetisches Metall und das vierthäufigste Element der Erdkruste. Es ist das meistgenutzte aller Metalle und für nahezu alle Lebewesen unverzichtbar. Die wichtigsten Fakten zu Eisen (Fe) im Überblick:
Verwendung: Beherrscht als Stahl (Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit unterschiedlichen Eigenschaften) Bauwesen und Fertigung und wird in Fahrzeugen, Gebäuden, Maschinen, Werkzeugen, Haushaltsgeräten und Infrastruktur verwendet. Reines Eisen dient in Elektromagneten, als Katalysator und als Nahrungsergänzungsmittel. Gusseisen und Schmiedeeisen haben spezielle Anwendungen.
Herstellung/Gewinnung: Wird aus Eisenerzen (Hämatit, Magnetit) durch Verhüttung im Hochofen gewonnen, wobei Koks (Kohlenstoff) die Eisenoxide reduziert. China produziert mehr als die Hälfte des weltweiten Eisens. Direktreduziertes Eisen (DRI) und Elektrolichtbogenöfen sind alternative Verfahren.
Geschichte: Seit prähistorischer Zeit verwendet (die Eisenzeit begann um 1200 v. Chr.). Meteoriteneisen war die früheste Quelle. Die Verbreitung der Eisenverhüttung revolutionierte die menschliche Zivilisation. Das Bessemer-Verfahren (1856) und spätere Verbesserungen ermöglichten die Massenproduktion von Stahl.
Gesundheit & Sicherheit: Eisen ist unverzichtbar für Hämoglobin (Sauerstofftransport), Enzyme und die Zellatmung. Ein Mangel verursacht Anämie; ein Überschuss schädigt Organe (Hämochromatose). Metallisches Eisen rostet leicht, und feines Eisenpulver ist brennbar und kann sich selbst entzünden.
Preis/Markt: Die Eisenerzpreise schwanken mit der weltweiten Stahlnachfrage, vor allem aus China. Billig und reichlich vorhanden. Das Recycling von Stahlschrott ist wirtschaftlich bedeutsam. Grundlage der modernen Wirtschaft und Infrastruktur.
Eigenschaften: Ferromagnetisch (lässt sich magnetisieren), relativ reaktionsfreudig (rostet an feuchter Luft), duktil und schmiedbar, hohe Zugfestigkeit, Schmelzpunkt 1538°C, tritt in den Oxidationsstufen +2 und +3 auf und bildet leicht Legierungen.
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