IJzer (element)

Werk in uitvoering!
Aan dit artikel wordt de komende uren of dagen nog gewerkt.
Belangrijk: Laat dit sjabloon niet langer staan dan nodig is, anders ontmoedig je anderen om het artikel te verbeteren.
De maximale houdbaarheid van dit sjabloon is twee weken na de laatste bewerking aan het artikel.
Kijk in de geschiedenis of je het artikel kunt bewerken zonder een bewerkingsconflict te veroorzaken.

Dit artikel is nog niet af.

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Zuiver ijzer met blokje van 1 cm3
Naam	IJzer / Ferrum (Latijn)
Latijn
Symbool	Fe
Atoomnummer	26
Soort	Overgangsmetaal
Kleur	Zilvergrijs
Smeltpunt	1538 ^oC
Kookpunt	2862 ^oC

IJzer is een chemisch element met het symbool Fe (van Latijn: ferrum) en atoomnummer 26 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. IJzer is een goede warmte en elektriciteit geleider. IJzer is magnetisch of magnetisch te maken. Het Nederlandse woord ijzer komt hoogstwaarschijnlijk van het Keltische isarnon, wat "krachtig, heilig" betekent.

Voorkomen

Het is als massa het meest voorkomende element op aarde, net voor zuurstof (ijzer 32,1% en zuurstof 30,1%), en vormt een groot deel van de buitenste en binnenste kern van de aarde. Het is het vierde meest voorkomende element in de aardkorst.

Als metaal is ijzer zeldzaam in de aardkorst, voornamelijk beperkt tot afzetting door meteorieten. IJzererts (hematiet, magnetiet, goehtiet) daarentegen, behoort tot de meest voorkomende vorm van ijzer in de aardkorst. Ertsen die zeer grote hoeveelheden hematiet of magnetiet bevatten (meer dan ongeveer 60% ijzer) staan bekend als "natuurlijk erts" of "directe scheepvaarterts", wat betekent dat ze rechtstreeks in hoogovens voor het maken van ijzer kunnen worden ingevoerd.

IJzer in erts of mineraal

Hematiet ijzererts, een gemeenschappelijke ijzeroxide verbinding met de formule Fe₂O₃
Magnetiet is een mineraal en een van de belangrijkste ijzerertsen , met de chemische formule Fe ₃ O ₄ .
Goethiet is een mineraal van de zogeheten diaspore groep, bestaande uit ijzer (III) oxide- hydroxide
Limonite is een ijzererts uit een mengsel van gehydrateerd ijzer (III) oxide-hydroxiden in wisselende samenstelling.
Sideriet is een mineraal dat bestaat uit ijzer(II)carbonaat (FeCO₃).
Lateriet (oer) is ijzerhoudende grond, vrij dicht aan de oppervlakte.
Taconiet is een variëteit van ijzer formatie, een ijzer dragende (meer dan 15% ijzer) sedimentair gesteente
Het mineraal pyriet, ook wel fool's gold, is een ijzersulfide met de chemische formule FeS₂ (ijzer (II) disulfide).

Geschiedenis

Prehistorische samenlevingen gebruikten lateriet (oer) als een bron van ijzererts. Dat werd verwerkt tot smeedijzer. Mensen begonnen het proces van smelten van ijzererts in Eurazië rond 2000 voor Chr. onder de knie te krijgen (ijzertijd). Er werd bijvoorbeeld een dolk gevonden van meteoorijzer in het graf van Toetanchamon. Vóór de industriële revolutie werd het meeste ijzer gewonnen uit algemeen verkrijgbaar goethiet of moeraserts, bijvoorbeeld tijdens de Amerikaanse revolutie en de Napoleontische oorlogen. Tijdens de industriële revolutie (de ijzeren eeuw) werd er veel gewerkt met gietijzer. Je ziet dat nog terug in de spaakwielen van stoomtreinen en de overkappingen in oude stations. De bekende Parijse Eiffeltoren is gemaakt van smeedijzer.

Historisch gezien is veel van het ijzererts dat door geïndustrialiseerde samenlevingen wordt gebruikt voor bijvoorbeeld staal, gewonnen uit overwegend hematiet-afzettingen met een gehalte van ongeveer 70% ijzer. De toenemende vraag naar ijzererts, in combinatie met de uitputting van hoogwaardige hematietertsen in de Verenigde Staten, leidde na de Tweede Wereldoorlog tot de ontwikkeling van ijzerertsbronnen van lagere kwaliteit, voornamelijk het gebruik van magnetiet en taconiet.

Tegenwoordig wordt er veel oud-ijzer hergebruikt (omgesmolten). Ook het ijzererts-afval is nog geschikt voor allerlei toepassingen.

Gebruik

IJzererts is de grondstof die wordt gebruikt om ruwijzer te maken, wat een van de belangrijkste grondstoffen is om staal te maken - 98% van het gedolven ijzererts wordt tegenwoordig gebruikt om staal te maken.

Het wordt voornamelijk gebruikt in constructies, schepen, auto's en machines.

De grootste ijzererts producenten zijn Australië, Brazilië, China, India en Rusland. Het winnen en vervoeren van ijzererts is een kostbare zaak.

De vraag naar ijzererts groeit met zo'n 10% per jaar met als belangrijkste consumenten China, Japan, Korea, de Verenigde Staten en de Europese Unie. In 2021 is China de grootste verbruiker van ijzererts, wat zich vertaalt als 's werelds grootste staalproducerende land. Voor de staalproductie is ook veel steenkool nodig, veelal in de vorm van cokes.

IJzererts bestaat uit zuurstof en ijzer-atomen die aan elkaar zijn gebonden tot moleculen. Om het om te zetten in ijzer als metaal moet het ijzererts worden gesmolten. Het ijzererts wordt verpoederd en gemengd met cokes om tijdens het smeltproces te worden verbrand.

Het (staaf)ijzer dat door de smid wordt gebruikt heet smeedijzer. De verwerking ervan is anders dan bij gietijzer, waarbij het vloeibare ijzer in een mal wordt gegoten.

In de moderne wereld zijn ijzerlegeringen, zoals staal, roestvrij staal, gietijzer en speciaal staal veruit de meest voorkomende industriële metalen. Een nadeel van onbehandeld ijzer is dat het in de lucht vrij gemakkelijk roest.

Materialen die fijngemalen ijzer(III)oxiden of ijzeroxide-hydroxiden bevatten, zoals oker, worden sinds de prehistorie gebruikt als gele, rode en bruine pigmenten. De planeet mars heeft zijn rode kleur te danken aan het ijzeroxide-rijke regoliet.

IJzer wordt ook verwerkt tot ferriet. Een ferriet is een keramisch materiaal gemaakt door het mengen en bakken van grote hoeveelheden ijzer (III) oxide (Fe₂O₃ , roest) vermengd met kleine hoeveelheden van één of meer extra metalen. Dit wordt gebruikt voor magneten (in speakers en elektromotoren) en als poeder op de vroegere magneetbanden en cassettebandjes voor bijvoorbeeld geluidsopnames.

Biologie

Het lichaam van een volwassen mens bevat ongeveer 4 gram ijzer, voornamelijk in de eiwitten hemoglobine en myoglobine (hart- en skeletspieren spierweefsel). Rode bloedcellen zijn voor 1/3 deel gevuld met hemoglobine. IJzer in het hemoglobine geeft bloed zijn rode kleur. Deze twee eiwitten spelen een belangrijke rol in het functioneren van gewervelde dieren (waaronder de mens), namelijk hemoglobine voor zuurstof-transport door bloed en myoglobine voor zuurstofopslag in spieren. Het voldoende binnenkrijgen van ijzer is dus belangrijk. IJzer zit bijvoorbeeld in spinazie.