Eisen (Fe)

Vom Eisen zum Stahl: Ein beeindruckendes industrielles Verfahren

Stahl wird hergestellt, indem Kohle und Eisenerz – in der Regel ein Oxid wie Hämatit (Fe₂O₃) oder Magnetit (Fe₃O₄) – zusammen erhitzt werden. Heutzutage wird dieses Verfahren in Hochöfen von über 30 Metern Höhe durchgeführt. Der Windkanal, der das Feuer schürt, ist rund um die Uhr in Betrieb. Das Eisen fliesst bei über 1500°C zu Boden. Es bildet sich Gusseisen, das etwa 5% gelösten Kohlenstoff enthält. Erkaltetes Gusseisen ist relativ brüchig. Darum wird in das noch flüssige Eisen Luft eingeblasen, die den Kohlenstoff verbrennt. Bei einer Restmenge von 1% Kohlenstoff erhält man Stahl, der seit dem 18. Jahrhundert die Grundlage unserer Industrie darstellt. Bleibt gar kein Kohlenstoff mehr übrig, erhält man weiches Eisen, das sich zur Herstellung von Eisendrähten oder Blech eignet.

Eisen bildet zwei Arten von Verbindungen, je nachdem, ob es sich in Oxidationsstufe +II oder +III befindet. Eisen(II)-Verbindungen haben grundsätzlich eine blassgrüne Farbe, Eisen(III)-Verbindungen sind braunrot. Die Oxidation von Eisen +II zu +III ist einfach, jedoch nicht umgekehrt.

Lebende Organismen benötigen etwas Eisen(II) für ihren Metabolismus. Sie können jedoch kein Eisen(II) aufnehmen. Man weiss von Ananas-Pflanzen in Australien, denen Eisen fehlt, obwohl sie sich auf eisenreichem Grund befinden. Sie benötigen Dünger, welcher Eisen(II) enthält.

Das rote Blutpigment heisst Hämoglobin und enthält ein zentrales Eisen(II)-Atom, das von Tausenden von Atomen umgeben ist. Es dient dazu, gasförmigen Sauerstoff (O₂) von den Lungen zu den Zellen des Organimus zu transportieren.

Ungewöhnliche Eigenschaften

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch