Apa yang dimaksud dengan elemen besi?

Dipublikasikan oleh Muhammad Ilham Maulana

16 Februari 2024, 09.31

Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Iron_electrolytic_and_1cm3_cube.jpg

Besi adalah suatu unsur kimia dengan lambang Fe (dari bahasa Latin: ferrum) dan nomor atom 26. Besi adalah logam pada baris transisi pertama. Besi adalah unsur paling melimpah di bumi berdasarkan massanya dan menyusun sebagian besar inti bumi bagian luar dan dalam. Besi merupakan unsur terbesar keempat di kerak bumi. Kelimpahannya di planet berbatu seperti Bumi disebabkan oleh reaksi fusi pada bintang bermassa tinggi, di mana produksi nikel-56 (yang terurai menjadi isotop besi paling umum) merupakan reaksi fusi eksotermik terakhir. Akibatnya, nikel radioaktif menjadi unsur terakhir yang diproduksi sebelum keruntuhan supernova yang dahsyat. Keruntuhan tersebut melepaskan prekursor radionuklida besi ke luar angkasa.

Seperti unsur golongan 8 lainnya, besi terdapat dalam beberapa bilangan oksidasi antara -2 dan +6, meskipun +2 dan +3 adalah yang paling berlimpah. Unsur besi ditemukan di meteorit dan lingkungan rendah oksigen lainnya, tetapi bereaksi dengan oksigen dan air. Permukaan besi segar tampak berkilau abu-abu keperakan, tetapi teroksidasi di udara normal membentuk oksida besi terhidrasi yang dikenal sebagai karat. Tidak seperti logam lain yang membentuk lapisan oksida pasif, oksida besi memakan lebih banyak ruang daripada logam itu sendiri dan kemudian terkelupas, meninggalkan permukaan baru yang menimbulkan korosi.

Logam besi telah digunakan sejak zaman kuno, meskipun paduan tembaga yang meleleh telah digunakan pada awal sejarah manusia. Besi murni relatif lunak, tetapi tidak dapat diperoleh melalui peleburan. Bahan ini mengeras dan menguat secara signifikan karena pengaruh pengotor, terutama karbon, yang ada dalam lelehan. Karbon dalam jumlah tertentu (0,002-2,1%) menghasilkan baja yang lebih keras dari besi murni, mungkin sebanyak 1000 kali lipat. Besi tuang diproduksi di tanur sembur, di mana bijih direduksi dengan batu bara menjadi besi karbon tinggi. Perlakuan oksigen tambahan mengurangi kandungan karbon sehingga mencapai proporsi yang tepat untuk produksi baja. Baja karbon rendah dan paduan besi dengan logam lain (baja paduan) sejauh ini merupakan logam yang paling umum digunakan oleh industri karena beragamnya sifat layak dan banyaknya batuan yang mengandung besi.

Senyawa ferrokimia mempunyai banyak keunggulan. Oksida besi yang dicampur dengan bubuk aluminium dapat dinyalakan untuk menghasilkan termit, yang digunakan dalam pengelasan dan pengolahan bijih. Besi membentuk senyawa biner dengan halogen dan kalkogen. Senyawa organologamnya termasuk ferosen, senyawa sandwich pertama yang ditemukan. Besi berperan penting dalam biologi dengan membentuk kompleks dengan molekul oksigen dalam hemoglobin dan mioglobin; Kedua senyawa ini merupakan protein pengangkut oksigen pada vertebrata. Besi juga merupakan logam di situs aktif sebagian besar enzim redoks yang terlibat dalam respirasi sel dan oksidasi serta reduksi pada tumbuhan dan hewan.

Karakteristik

Sifat mekanik besi dan paduannya dapat dievaluasi dengan berbagai pengujian seperti uji Brinell, uji Rockwell, dan uji kekerasan Vickers. Informasi tentang besi sangat seragam sehingga sering digunakan dalam kalibrasi atau benchmarking peralatan. Namun, sifat mekanik besi sangat dipengaruhi oleh kemurnian sampel: besi monokristalin murni untuk tujuan penelitian sebenarnya lebih lembut dari aluminium, dan besi paling murni yang diproduksi secara industri (99,99%) memiliki kekerasan 20-30 Brinell.
 

Peningkatan kandungan karbon pada besi secara signifikan meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik. Kekerasan maksimum 65 Rc dicapai dengan kandungan karbon 0,6%, meskipun metode ini ditujukan untuk logam dengan kekuatan tarik rendah. Sifat fisik besi pada tekanan dan suhu tinggi juga telah dipelajari secara luas karena pentingnya bagi inti planet. Cetakan besi yang stabil dalam kondisi normal dapat diberi tekanan hingga 15 GPa sebelum diubah menjadi cetakan bertekanan tinggi.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Besi