Sifat fisik dan kimia logam besi

Sifat fisik dan kimia logam besi

Besi (Fe) adalah salah satu logam yang paling banyak digunakan karena kelimpahan, kekuatan, dan keserbagunaannya. Di bawah ini adalah ikhtisar sifat fisik dan kimia zat besi.

Sifat fisik dan kimia utama zat besi

Sifat fisik besi

Penampilan:

Besi adalah logam abu-abu keperakan dengan kilau logam.

Ini relatif lembut ketika dalam bentuk murni tetapi dapat dikeraskan dengan elemen paduan seperti karbon (untuk membuat baja).

Kepadatan:

Kepadatan besi kira -kira7,87 g/cm³.

Kepadatan yang relatif tinggi ini menjadikan zat besi bahan yang cocok untuk aplikasi yang membutuhkan massa dan kekuatan.

Titik lebur:

Besi memiliki titik leleh yang tinggi tentang1538 derajat (2800 derajat f).

Titik leleh yang tinggi ini berkontribusi pada penggunaannya dalam aplikasi suhu tinggi seperti pembuatan baja.

Titik didih:

Titik mendidih dari besi adalah2862 derajat (5182 derajat f).

Konduktivitas Listrik:

Besi adalah akonduktor listrik yang baik, meskipun tidak sebagus tembaga atau aluminium. Ini sering digunakan dalam komponen dan konduktor listrik bila perlu.

Konduktivitas termal:

Zat besi memiliki konduktivitas termal yang baik, dengan konduktivitas termal sekitar80 W/m·K.

Ini membuatnya menjadi bahan yang efektif untuk melakukan panas di berbagai aplikasi industri.

Daya tarik:

Besi adalahmagnetdalam bentuknya yang murni dan aferomagnetikbahan. Ini berarti tertarik pada magnet dan dapat menjadi magnet.

Properti ini adalah alasan mengapa besi digunakan dalam pembuatan elektromagnet, motor, dan perangkat magnetik lainnya.

Kekerasan:

Zat besi murni relatif lembut, dengan kekerasan tentang4.5 Pada skala Mohs. Namun, paduan besi seperti baja jauh lebih sulit dan lebih kuat.

Kekerasan zat besi dapat ditingkatkan secara signifikan dengan menambahkan karbon dan elemen lainnya, membentuk bahan seperti besi cor dan baja.

Keuletan dan kelenturan:

Besi adalahelastisDanlunak. Itu dapat ditarik ke dalam kabel dan dipalu ke dalam lembaran saat dalam bentuk murni. Namun, menjadi lebih rapuh pada kandungan karbon yang lebih tinggi.

Sifat kimia zat besi

Reaktivitas dengan oksigen:

Besi bereaksi dengan mudah dengan oksigen di udara untuk terbentukBesi oksida (fe₂o₃), umumnya dikenal sebagai karat.

Berkaratadalah reaksi oksidasi di mana zat besi kehilangan elektron dan membentuk besi oksida, terutama dengan adanya kelembaban dan udara.

Reaksi dengan air:

Besi dapat bereaksi denganairuntuk membentuk besi hidroksida dan gas hidrogen. Proses ini terjadi lebih mudah ketika besi terpapar kelembaban dan panas.

Reaksinya adalah:

Fe +2 H2O → Fe (OH) 2+ h2fe + 2 h _2 o \ rightArrow fe (oh) {6}} h _2 fe {8} {6} {_2 fe {8} {6 o {{{7} {{8 {8 {8} {o) {{8 {{8 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6 {6

Reaksi dengan asam:

Besi bereaksi dengan asam untuk terbentukgas hidrogenDangaram besi. Misalnya, ketika besi bereaksi dengan asam klorida (HCl), ia membentuk besi klorida dan gas hidrogen:

Fe +2 hcl → fecl 2+ h2fe + 2 hcl \ rightArrow feCl _2 + h _2 fe +2 hcl → fecl2+h2

Keadaan oksidasi:

Besi biasanya ada di dua keadaan oksidasi:+2 (fe²⁺)Dan+3 (fe³⁺).

Di dalamnya+2 status, besi membentuk senyawa seperti besi (ii) oksida (feo), sedangkan di dalamnya+3 status, ini membentuk senyawa seperti besi (III) oksida (fe₂o₃).

Reaksi dengan halogen:

Besi bereaksi denganhalogen(seperti klorin, fluor, bromin, dan yodium) terbentukBesi Halides. Misalnya, ketika besi bereaksi dengan klorin, ia membentuk besi klorida:

Fe+CL2 → FECL2FE+CL _2 \ RightArrow FeCl _2 Fe+Cl2 → FeCl2

Reaksi dengan karbon:

Besi bereaksi dengankarbonpada suhu tinggi untuk terbentukIron Carbide (Fe₃c), yang merupakan komponen kunci dalam baja dan besi cor. Ini adalah salah satu reaksi utama dalam pembuatan baja.

Resistensi korosi:

Sementara zat besi murni sangat rentan terhadap korosi (berkarat), seringkali paduan dengan elemen lain (seperti kromium dalam stainless steel) untuk meningkatkan ketahanannya terhadap korosi.

Dalam stainless steel, besi membentuk lapisan oksida pasif yang mencegah oksidasi dan korosi lebih lanjut.

Reaktivitas dengan nitrogen:

Besi bereaksi dengannitrogenpada suhu tinggi untuk terbentukNitrida Besi(Fe₄n atau Fe₆n). Ini berguna dalam beberapa aplikasi khusus, seperti dalam produksi bahan kinerja tinggi.

Perilaku elektrokimia:

Besi dapat bertindak sebagai keduanyaanodaDankatodadalam reaksi elektrokimia, tergantung pada kondisi sekitarnya. Properti ini digunakan dalam galvanisasi, di mana besi dilapisi dengan lapisan seng untuk mencegah karat.

Kesimpulan

Besi adalah logam serbaguna dengan beberapa sifat fisik dan kimia penting yang menjadikannya penting untuk aplikasi industri dan sehari -hari. Kemampuannya untuk membentuk paduan, menahan korosi saat dirawat, dan bereaksi dengan elemen lain memberikannya berbagai penggunaan, terutama dalam bentuk baja dan besi cor.