Besi – Ferrum (26-Fe) – Tabel Periodik – Unsur Kimia
Besi – Ferrum (26Fe)
| |
| Nama Indonesia | Besi |
| Nama Inggris / Nama lain | Iron/Ferrum |
| Lambang Atom | Fe |
| Nomor Atom | 26 |
| Penemu | Lemery dan Goeffry |
| Tahun Penemu | 1713 |
| Negara Penemu | – |
| Massa Atom Relatif | 55,847 |
| Bilangan Oksidasi | 2 dan 3 |
| Konfigurasi Elektron | [Ar]3d64s2 |
| Titik Didih | 3.023 K |
| Titik Lebur | 1.808 K |
| Massa Jenis | 7,674 g/cm3 |
| Struktur Kristal | bbc |
| Elektronegativitas | 1,83 |
| Radius Atom | 1,26 Aº |
| Volume Atom | 7,10 cm3/mol |
| Radius Kovalensi | 1,17 Aº |
| Entalpi Penguapan | 349,5 kJ/mol |
| Entalpi Pembentukan | 13,8 kJ/mol |
| Konduktivitas Listrik | 11,2 x 106 ohm-1 cm-1 |
| Konduktivitas Panas | 80,2 Wm-1K-1 |
| Potensial Inonisasi | 7,870 V |
| Kapasitas Panas | 0,449 Jg-1K-1 |
| Warna | Putih keperakan |
| Periode | 4 |
| Golongan | VIIIB |
| Nama Golongan | Transisi |
| Wujud | Padat |
| Jenis Unsur | Logam |
| Asal Unsur | Unsur alam |
| Manfaat | Banyak digunakan dalam keperluan sehari-hari (bahan bangunan, alat-alat rumah tangga dan sebahainya |
Besi – Ferrum (26Fe)
Besi adalah unsur kimia dengan simbol Fe (dari bahasa Latin: ferrum) dan nomor atom 26. Merupakan logam dalam deret transisi pertama. Ini adalah unsur paling umum di bumi berdasarkan massa, membentuk sebagian besar bagian inti luar dan dalam bumi. Besi adalah unsur keempat terbesar pada kerak bumi. Kelimpahannya dalam planet berbatu seperti bumi karena melimpahnya produksi akibat reaksi fusi dalam bintang bermassa besar, di mana produksi nikel-56 (yang meluruh menjadi isotop besi paling umum) adalah reaksi fusi nuklir terakhir yang bersifat eksotermal. Akibatnya, nikel radioaktif adalah unsur terakhir yang diproduksi sebelum keruntuhan hebat supernova. Keruntuhan tersebut menghamburkan prekursor radionuklida besi ke angkasa raya.
Seperti unsur golongan 8 lainnya, besi berada pada rentang tingkat oksidasi yang lebar, −2 hingga +6, meskipun +2 dan +3 adalah yang paling banyak. Unsur besi terdapat dalam meteorit dan lingkungan rendah oksigen lainnya, tetapi reaktif dengan oksigen dan air. Permukaan besi segar tampak berkilau abu-abu keperakan, tetapi teroksidasi dalam udara normal menghasilkan besi oksida hidrat, yang dikenal sebagai karat. Tidak seperti logam lain yang membentuk lapisan oksida pasivasi, oksida besi menempati lebih banyak tempat daripada logamnya sendiri dan kemudian mengelupas, mengekspos permukaan segar untuk korosi.
 | |
 Garis spektrum besi |
| Material | TS (MPa) | BH (Brinell) |
|---|---|---|
| Kumis besi | 11000 | |
| Ausformed (hardened) steel | 2930 | 850–1200 |
| Baja martensit | 2070 | 600 |
| Baja bainit | 1380 | 400 |
| Baja pearlitik | 1200 | 350 |
| Besi dingin | 690 | 200 |
| Besi kecil-butiran | 340 | 100 |
| Besi mengandung karbon | 140 | 40 |
| Murni, besi kristal tunggal | 10 | 3 |
| Struktur kristal | kubus berpusat badan (bcc) a=286.65 pm; |
 | |
Tekanan uap
| P (Pa) | 1 | 10 | 100 | 1 k | 10 k | 100 k |
|---|---|---|---|---|---|---|
| at T (K) | 1728 | 1890 | 2091 | 2346 | 2679 | 3132 |
P= Suhu (Pascal); T= Suhu (Kelvin)
| Isotop besi terstabil | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sejarah Singkat
Benda besi telah ditemukan di Mesir yang berasal dari sekitar 3500 SM. Mereka mengandung sekitar 7,5% nikel, yang menunjukkan bahwa mereka berasal dari meteor.
Orang Het kuno di Asia Kecil, sekarang Turki, adalah orang pertama yang mencium besi dari bijihnya sekitar tahun 1500 SM dan logam baru yang lebih kuat ini memberi mereka kekuatan ekonomi dan politik. Zaman Besi telah dimulai. Beberapa jenis besi jelas lebih unggul daripada yang lain tergantung pada kandungan karbonnya, meskipun ini tidak dihargai. Beberapa bijih besi mengandung vanadium yang memproduksi baja Damascene, ideal untuk pedang.
Orang pertama yang menjelaskan berbagai jenis besi adalah René Antoine Ferchault de Réaumur yang menulis buku tentang masalah ini pada tahun 1722. Ini menjelaskan bagaimana baja, besi tempa, dan besi cor, harus dibedakan dengan jumlah arang (karbon) mereka terkandung. Revolusi Industri yang dimulai pada abad yang sama sangat bergantung pada logam ini.
 |  |
| Besi(III) oksida merah tua | Besi(II) sulfat heptahidrat biru-hijau |
Penggunaan
Besi adalah sebuah benda yang mudah berkarat, namun merupakan yang terpenting dari semua logam. 90% dari semua logam yang dimurnikan hari ini adalah besi.
Sebagian besar digunakan untuk memproduksi baja, digunakan dalam teknik sipil (beton bertulang, balok utama dll) dan dalam pembuatan.
Ada banyak jenis baja dengan sifat dan kegunaan yang berbeda. Baja karbon biasa adalah paduan besi dengan karbon (dari 0,1% untuk baja ringan hingga 2% untuk baja karbon tinggi), dengan sejumlah kecil elemen lainnya.
Baja paduan adalah baja karbon dengan bahan tambahan lain seperti nikel, kromium, vanadium, tungsten, dan mangan. Ini lebih kuat dan lebih tangguh daripada baja karbon dan memiliki beragam aplikasi termasuk jembatan, tiang listrik, rantai sepeda, alat pemotong dan tong senapan.
Stainless steel sangat tahan terhadap korosi. Ini mengandung setidaknya 10,5% kromium. Logam lain seperti nikel, molibdenum, titanium dan tembaga ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kemampuan kerja. Ini digunakan dalam arsitektur, bantalan, peralatan makan, instrumen bedah dan perhiasan.
Besi cor mengandung karbon 3-5%. Ini digunakan untuk pipa, katup, dan pompa. Ini tidak sekuat baja tetapi lebih murah. Magnet dapat dibuat dari besi dan campuran serta senyawanya.
Katalis besi digunakan dalam proses Haber untuk memproduksi amonia, dan dalam proses Fischer-Tropsch untuk mengubah syngas (hidrogen dan karbon monoksida) menjadi bahan bakar cair.
Peran Biologi
Besi adalah elemen penting untuk semua bentuk kehidupan dan tidak beracun. Manusia rata-rata mengandung sekitar 4 gram zat besi. Banyak dari ini ada di hemoglobin, di dalam darah. Hemoglobin membawa oksigen dari paru-paru kita ke sel, di mana dibutuhkan untuk respirasi jaringan.
Manusia membutuhkan 10–18 miligram zat besi setiap hari. Kekurangan zat besi akan menyebabkan anemia berkembang. Makanan seperti hati, ginjal, sirup gula, ragi, kakao, dan akar manis mengandung banyak zat besi.
Korosi dan Pencegahan Korosi Pada Besi
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya seng dan magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut. Proses korosi besi disebut juga dengan perkaratan.
- Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
- Pelumuran dengan oli atau gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
- Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
- Tin plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
- Galvanisasi (pelapisan dengan seng). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
- Chromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
- Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
Keterangan:
- Massa atom relatif berdasarkan skala massa atom relatif karbon (Ar C=12)
- Tanda “( )” pada unsur – unsur radioaktif menunjukan nomor massa isotop unsur radioaktif yang mempunyai paruh waktu paling panjang
- Massa jenis diukur pada suhu 300 K
- Elektronegativitas ditulis berdasarkan aturan Pauling
Sumber / Daftar Pustaka / Referensi :
Harold D. Nathan. Pdh (2005). Cliff Quick Review: Kimia Dasar Cepat. Jakarta: Pakar Raya
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)
Pudjaatmaka A. Hadyana (2004). Kamus Kimia. Jakarta: Balai Pustaka
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)
Chem-is-try.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)
Iupac.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)
Team RSC (2020, April). Periodic Table. Science Park. Cambridge: Royal Society of Chemistry. Access INA
Wikipedia.org
(Pada: Harris .D (2007). Ensiklopedi Unsur Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka)
Wikipedia (2020, April). Unsur Kimia. Access INA
Catatan situs:
- Mohon dukungannya dengan share dan web bookmark (kode: ctrl + d) website kami .
- Jangan lupa untuk like halaman facebook kami fb.com/analisis.id.
- Jika ada gambar, link, dan ataupun file rusak silakan kirim pesan pada kolom komentar, kami akan segera membalasnya.
- Sekilas tentang kami.
