Demir

Özellikler

Demir elementi sembolü "Fe"dir. 4'üncü periyod 8B gurubuna ait bir geçiş elementidir. Atom numarası 26 ve atom ağırlığı 55.845'dir. Oda sıcaklığında katı fazda bulunur. Yoğunluğu 7.874 gram/cm³ dür. Erime noktası 1811K (1538°C veya 2800°F) olarak ölçülmüştür. Kaynama noktası ise 3134K (2861°C veya 5182°F) olarak bilinir.^[1]

Demir, en çok kullanılan ve en ucuz metaldir. Parlak, sünek, dövülebilir ve gümüş grisi bir metaldir. Dört farklı kristal formda var olduğu bilinmektedir. Kuru havada değil, nemli havada paslanır. Seyreltik asitlerde kolaylıkla çözünür. Demir kimyasal olarak aktif bir metaldir ve iki büyük kimyasal bileşik serisi oluşturur bunlar; iki değerlikli demir (II) veya demirli bileşikler ve üç değerlikli demir (III) veya ferrik bileşiklerdir.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Demirin, evrende en bol bulunan onuncu element olduğu düşünülmektedir. Demir ayrıca Dünya'yı oluşturan en bol (kütlece %34,6) elementtir. Dünya'nın çeşitli katmanlarındaki demir konsantrasyonu, iç çekirdekteki katmandan dış kabuktakine kadar yaklaşık %5 oranında değişmektedir. Bu demirin çoğu, hematit, manyetit ve takonit mineralleri gibi çeşitli demir oksitlerde bulunur. Dünyanın çekirdeğinin büyük ölçüde metalik bir demir-nikel alaşımından oluştuğuna inanılmaktadır.

Dünya'daki yeni demir üretimi yılda 500 milyon tonun üzerindedir ve geri dönüştürülmüş demir 300 milyon ton kütleye erişebilir. Ekonomik olarak işlenebilir demir cevheri rezervleri 100 milyar tonu aşmaktadır. Ana madencilik alanları Çin, Brezilya, Avustralya, Rusya ve Ukrayna'dır ve ABD, Kanada, Venezuela, İsveç ve Hindistan'da önemli miktarlarda çıkarılmaktadır.

İnsan Vücudundaki Demir Miktarı

Demir, tüm yaşam biçimleri için temel bir elementtir ve toksik değildir. Ortalama bir insan vücudunda yaklaşık 4 gram demir bulunmaktadır. Bu demir miktarının çoğu hemoglobinde, yani kanda bulunur. Hemoglobin, akciğerlerimizdeki oksijeni doku solunumu için gerekli olan hücrelere taşır. İnsanın her gün 10-18 miligram demire ihtiyacı vardır. Pekmez, bira mayası, kakao ve meyan kökü gibi yiyecekler bol miktarda demir içermektedir.^[2]

Uygulama ve Kullanım Alanları

Demir, dünya çapında üretilen tüm metal tonajının %95'i dahil olmak üzere tüm metaller içinde en çok kullanılanıdır. Düşük maliyet ve yüksek mukavemet kombinasyonu sayesinde vazgeçilmezdir. Uygulamaları, yiyecek kaplarından aile arabalarına, kazıyıcılardan çamaşır makinelerine, kargo gemilerinden kağıt zımbalara kadar uzanmaktadır. Çelik, en iyi bilinen demir alaşımıdır ve bu sayede demirin aldığı bazı formlar şunları içerir bunlar; pik demir, dökme demir, karbon çeliği, ferforje, alaşımlı çelikler, demir oksitlerdir.

Tarihi

Mısır'da MÖ 3500 yıllarından kalma demir nesneler bulunmuştur. Yaklaşık %7,5'i nikel içermektedir. Bu da meteorik kökenli olduklarını gösterir. Bugünün Türkiyesi olan Küçük Asya'nın eski Hititleri, MÖ 1500'lerde cevherlerinden ilk demiri eriten kişilerdi ve bu yeni, daha güçlü metal onlara ekonomik ve politik güç verdi. Aynı zamanda Demir Çağı da böylelikle başlamıştır. Çeşitli demir türlerini ilk açıklayan kişi, 1722'de konuyla ilgili bir kitap yazan René Antoine Ferchault de Réaumur'du. Aynı yüzyılda başlayan Sanayi Devrimi de büyük ölçüde bu metale dayanıyordu.

Etimolojisi

Demirin adı, Germenik ve Keltik dillerdeki "iren"den gelmektedir ve bu elementi tanımlamak için kullanılmaktadır. Demirin kimyasal sembolü ise Latince ferrum kelimesinden gelir. Bu ise, "kıyafetleri düzleştirmek için üzerlerine metal cisim bastırma işi" anlamına gelmektedir ve bu nedenle İngilizcede "iron" hem demir, hem de ütü anlamında kullanılmaktadır.

Önlem ve Güven

Aşırı demir oksit konsantrasyonlarının solunması, akciğer kanserojenlerine maruz kalan işçilerde akciğer kanseri gelişme riskini artırabilir. Demir(III)-O-arsenit, pentahidrat çevreye zararlı olabilir; bitkilere, havaya ve suya özellikle dikkat gösterilmelidir. Ortamda kalıcı olduğu için kimyasalın ortama girmesine izin verilmemesi şiddetle tavsiye edilir. İnsanlar için daha yaygın bir sorun, anemiye yol açan demir eksikliğidir.

İlginç Bilgiler ve Diğer

Haçlı Seferleri sırasında yapılan kılıçların yapımında kullanıldığı için demir kelimesi muhtemelen "kutsal metal" anlamına gelen önceki kelimelerden türetilmiştir.^[3]