Besi: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
JohnThorne (bicara | kontrib) |
k ejaan, replaced: dari pada → daripada (5) |
||
Baris 3:
'''Besi''' adalah [[unsur kimia]] dengan simbol '''Fe''' (dari {{lang-la|ferrum}}) dan [[nomor atom]] 26. Merupakan [[logam]] dalam [[deret transisi pertama]].<ref>http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1May13.pdf</ref> Ini adalah unsur paling umum di [[bumi]] berdasarkan massa, membentuk sebagian besar bagian [[inti luar bumi|inti luar]] dan [[inti dalam bumi|dalam]] bumi. Besi adalah [[Kelimpahan unsur dalam kerak bumi|unsur keempat terbesar pada kerak bumi]]. Kelimpahannya dalam [[planet berbatu]] seperti bumi karena melimpahnya produksi akibat [[Fusi nuklir|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]] [[Radioaktivitas|radioaktif]] adalah unsur terakhir yang diproduksi sebelum keruntuhan hebat [[Supernova tipe II|supernova]]. Keruntuhan tersebut menghamburkan [[Prekursor (kimia)|prekursor]] [[radionuklida]] besi ke angkasa raya.
Seperti [[unsur golongan 8]] lainnya, besi berada pada rentang [[Bilangan oksidasi|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 nampak berkilau abu-abu keperakan, tetapi [[Oksidasi|teroksidasi]] dalam udara normal menghasilkan [[besi oksida]] [[hidrat]], yang dikenal sebagai [[karat]]. Tidak seperti logam lain yang membentuk lapisan oksida [[Pasivasi (kimia)|pasivasi]], oksida besi menempati lebih banyak tempat
Logam besi telah digunakan sejak [[Zaman Besi|zaman purba]], meskipun [[Logam paduan|paduan]] [[tembaga]], yang memiliki titik lebur lebih rendah, yang digunakan lebih awal dalam sejarah manusia. Besi murni relatif lembut, tapi tidak bisa didapat melalui [[Peleburan (metalurgi)|peleburan]]. Materi ini mengeras dan diperkuat secara signifikan oleh kotoran, [[karbon]] khususnya, dari proses peleburan. Dengan proporsi karbon tertentu (antara 0,002% dan 2,1%) menghasilkan [[baja]], yang lebih keras dari besi murni, mungkin sampai 1000 kali. Logam besi mentah diproduksi di [[tanur tinggi]], dimana bijih direduksi dengan [[batu bara]] menjadi ''[[
Senyawa kimia besi memiliki banyak manfaat. Besi oksida dicampur dengan serbuk aluminium dapat dipantik untuk membuat [[reaksi termit]], yang digunakan dalam pengelasan dan pemurnian bijih. Besi membentuk senyawa biner dengan [[halogen]] dan [[kalsogen]]. Senyawa organologamnya antara lain [[ferosen]], [[senyawa sandwich]] pertama yang ditemukan.
==Karakteristik==
Baris 57:
|}
Sifat mekanik besi dan paduannya dapat dievaluasi menggunakan berbagai uji, termasuk [[Timbangan Brinell|uji Brinell]], [[Timbangan Rockwell|uji Rockwell]] dan [[uji kekerasan Vickers]]. Data pada besi begitu konsisten sehingga sering digunakan untuk kalibrasi peralatan atau uji perbandingan.<ref name=corr/><ref>{{cite web| url=http://mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html| title=Hardness Conversion Chart|accessdate=23 May 2010|publisher=Maryland Metrics}}</ref> Namun, sifat mekanik besi sangat dipengaruhi oleh kemurnian sampel: besi murni kristal tunggal untuk keperluan penenelitian faktanya lebih lunak
[[File:Iron-alpha-pV.svg|thumb|240px|Volume molar vs tekanan untu besi-α pada temperatur kamar]]
Karena signifikansinya untuk inti planet, sifat fisik besi pada tekanan dan suhu tinggi juga telah dipelajari secara mendalam. Bentuk besi yang stabil di bawah kondisi standar dapat mengalami tekanan hingga 15 GPa sebelum berubah menjadi bentuk tekanan tinggi, seperti yang dijelaskan pada bagian selanjutnya.
Baris 65:
Besi merupakan contoh [[alotropi]] pada logam. Setidaknya ada empat bentuk alotrop besi, yang dikenal sebagai α, γ, δ, dan ε; pada tekanan yang sangat tinggi, beberapa bukti eksperimental yang kontroversial ada untuk fase β yang stabil pada tekanan dan suhu yang sangat tinggi.<ref name="beta-iron">{{Cite journal| first = Reinhard| last = Boehler|title = High-pressure experiments and the phase diagram of lower mantle and core materials| journal = Review of Geophysics| volume = 38| pages = 221–245| publisher = American Geophysical Union| date = 2000| doi=10.1029/1998RG000053| issue = 2| bibcode=2000RvGeo..38..221B}}</ref>
[[File:Pure iron phase diagram (EN).png|thumb|left|240px|[[Diagram fasa]] tekanan rendah besi murni]]
Besi cair dingin mengkristal pada 1538
Besi sangat penting ketika dicampur dengan logam tertentu lainnya dan dengan karbon untuk membentuk baja. Ada banyak jenis baja, semua dengan sifat yang berbeda, dan pemahaman tentang sifat-sifat [[alotrop besi]] adalah kunci untuk pembuatan baja berkualitas baik.
Besi-α, juga dikenal sebagai ferit, adalah bentuk besi paling stabil pada temperatur normal. Ini adalah logam yang cukup lunak yang dapat larut hanya dengan konsentrasi kecil karbon (tidak lebih dari 0,021% massa pada 910
Di atas 912
Besi fasa tekanan tinggi penting sebagai model untuk bagian-bagian padat pada inti planet. [[Inti dalam]] planet [[bumi]] umumnya diasumsikan terdiri dari [[Logam paduan|paduan]] besi-[[nikel]] dengan struktur ε (atau β).
Baris 86:
Banyak riset masa lalu tentang pengukuran komposisi isotop Fe telah difokuskan pada penentuan variasi <sup>60</sup>Fe karena proses yang menyertai [[nukleosintesis]] (yaitu, studi [[meteorit]]) dan formasi bijih. Namun dalam dekade terakhir, perkembangan teknologi [[spektrometri massa]] telah memungkinkan untuk melakukan deteksi dan kuantifikasi renik, variasi rasio alami [[isotop stabil]] besi. Banyak dari penelitian ini telah didorong oleh komunitas [[ilmu bumi]] dan [[ilmu planet|planet]], meskipun aplikasi untuk sistem biologis dan industri mulai bermunculan.<ref>{{Cite journal|last1=Dauphas|first1 = N.|last2= Rouxel|first2 = O.|date=2006|title=Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes|journal=Mass Spectrometry Reviews |volume=25| pages=515–550|url=http://geosci.uchicago.edu/~dauphas/OLwebsite/PDFfiles/Dauphas_Rouxel_MSR06.pdf |doi=10.1002/mas.20078 |pmid=16463281 |issue=4}}</ref>
Isotop besi yang paling melimpah {{Sup|56}}Fe merupakan daya tarik tersendiri bagi para ilmuwan nuklir karena merupakan titik akhir
Dalam fase meteorit ''Semarkona'' dan ''Chervony Kut'' korelasi antara konsentrasi <sup>60</sup>Ni, [[Produk anang (Daughter product)|produk anang]] <sup>60</sup>Fe, dan kelimpahan isotop besi yang stabil dapat ditemukan yang merupakan bukti keberadaan <sup>60</sup>Fe pada saat [[Pembentukan dan evolusi Tata Surya|pembentukan Sistem Tata Surya]]. Kemungkinan energi yang dilepaskan pada peluruhan <sup>60</sup>Fe, bersama energi yang dilepaskan pada peluruhan radionuklida <sup>26</sup>Al, memberikan kontribusi pada pelelehan kembali dan [[Diferensiasi planet|diferensiasi]] [[asteroid]] setelah pembentukannya 4,6 milyar tahun yang lalu. Kelimpahan 60Ni dalam materi [[wikt:extraterrestrial|ekstraterestrial]] juga memberikan wawasan lebih jauh ke dalam asal mula [[Tata Surya|Sistem Tata Surya]] dan sejarah awalnya.<ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.newar.2003.11.022|title=Evidence for live 60Fe in meteorites|date=2004|last1=Mostefaoui|first1=S.|last2=Lugmair|first2=G.W.|last3=Hoppe|first3=P.|last4=El Goresy|first4=A.|journal=New Astronomy Reviews|volume=48|pages=155|bibcode = 2004NewAR..48..155M }}</ref>
Baris 112:
| doi=10.1088/2041-8205/717/2/L92 | bibcode=2010ApJ...717L..92M |arxiv = 1005.3489 }}</ref> Ia terbentuk sebagai tahap [[Eksotermik|eksotermal]] terakhir [[nukleosintesis stelar]], melalui [[Proses pembakaran sililkon|fusi silikon]] dalam bintang besar.
[[Besi asli]] atau logam jarang ditemukan di permukaan bumi karena cenderung mengalami oksidasi, tetapi oksidanya menandakan dan mewakili bijih utamanya. Sementara kandungan besi pada kerak bumi hanya 5%, inti bumi bagian [[Inti bumi dalam|dalam]] dan [[Inti bumi luar|luar]] diyakini memiliki kandungan paduan besi-[[nikel]] yang banyak, diperkirakan 35% dari keseluruhan massa bumi. Oleh karena itu, besi merupakan unsur paling melimpah di bumi, tetapi menduduki tempat keempat kelimpahan unsur di kerak bumi.<ref>{{cite web|title = Iron: geological information|url = http://www.webelements.com/iron/geology.html|accessdate = 23 May 2010|publisher = WebElements}}</ref><ref>{{Cite journal| doi = 10.1073/pnas.77.12.6973|url = http://www.pnas.org/content/77/12/6973| title = Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury|author =John W. Morgan |author2=Edward Anders |last-author-amp=yes |journal = [[Proc. Nat. Acad. Sci.]]|volume = 77|issue = 12|pages = 6973–6977|date = 1980|pmid=16592930|pmc=350422|bibcode=1980PNAS...77.6973M}}</ref> Sebagian besar besi pada kerak bumi ditemukan bersenyawa dengan oksigen sebagai mineral [[besi oksida]] seperti [[hematit]] ({{chem2|Fe|2|O|3}}) dan [[magnetit]] ({{chem2|Fe|3|O|4}}). Deposit besar besi ditemukan dalam ''[[banded iron formations
Sekitar 1 dalam 20 [[meteorit]] mengandung mineral unik besi-nikel [[taenit]] (35–80% iron) dan [[kamasit]] (90–95% iron). Meskipun jarang, [[meteorit besi]] adalah bentuk utama besi logam alami di permukaan bumi.<ref>{{Cite journal| url = https://books.google.com/?id=QDU7AAAAIAAJ&pg=PA152|page =152|title = Planet earth: cosmology, geology, and the evolution of life and environment|first = Cesare|last = Emiliani|publisher = Cambridge University Press|date = 1992|isbn = 978-0-521-40949-0|chapter = Meteorites}}</ref>
Baris 119:
====Cadangan yang digunakan di masyarakat====
Menurut ''[[Metal Stocks in Society report
==Kimia dan senyawa==
Baris 157:
===Senyawa biner===
Besi bereaksi dengan oksigen di udara membentuk berbagai [[Besi oksida|senyawa oksida dan hidroksida]]; yang paling umum adalah [[besi(II,III) oksida]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), dan [[besi(III) oksida]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>). [[Besi(II) oksida]] juga ada, meskipun tidak stabil pada temperatur kamar. Oksida-oksida ini adalah bijih utama untuk produksi besi (lihat
Halida fero dan feri biner telah dikenal lama, dengan pengecualian feri iodida. Fero halida biasanya muncul dari pengolahan logam besi dengan asam halogen biner terkait untuk menghasilkan garam terhidrasi yang sesuai.<ref name="HollemanAF" />
Baris 181:
[[File:Mars symbol.svg|left|thumb|80px|alt=A circle, with a short, simple arrow shape extending diagonally upwards and rightwards from its edge|Simbol planet Mars telah digunakan sejak zaman dahulu untuk menandakan keberadaan besi.]] [[File:QtubIronPillar.JPG|thumb|alt=An pillar, slightly fluted, with some ornamentation at its top. It is black, slightly weathered to a dark brown near the base. It is around {{convert|7|m|ft|abbr=off|sp=us}} tall. It stands upon a raised circular base of stone, and is surrounded by a short, square fence.|[[:en:Iron pillar of Delhi|Tugu besi Delhi]] adalah sebuah contoh ekstraksi besi dan metodologi pengolahan pada zaman awal India. [[Tugu besi Delhi]] tahan karat selama 1600 tahun terakhir.]]
Besi telah digarap, atau [[Besi tempa|ditempa]], selama beberapa milenium. Namun, obyek besi berumur panjang jauh lebih jarang
Produksi besi pertama dimulai sejak [[Zaman Perunggu|Zaman Perunggu tengah]] tetapi memerlukan beberapa abad sebelum dapat menggantikan perunggu. Contoh [[Peleburan (metalurgi)|leburan]] besi dari [[Asmar (Mesopotamia)|Asmar]], Mesopotamia dan Tall Chagar Bazaar di Siria bagian utara dibuat antara 2.700 dan 3.000 SM.{{sfn|Weeks|1968|p=32}} [[Hittites]] nampaknya adalah yang pertama memahami produksi besi dari bijihnya dan sangat dihormati dalam masyarakat mereka. Mereka mulai melebur besi antara 1.500 dan 1.200 SM dan praktek ini tersebar ke Timur Dekat setelah kekaisaran mereka runtuk pada tahun 1.180 SM.{{sfn|Weeks|1968|p=32}} Periode berikutnya disebut [[Zaman Besi]]. Peleburan besi, oleh karenanya dinamakan Zaman Besi, mencapai Eropa dua ratus tahun kemudian dan tiba di [[Zimbabwe]], Afrika pada abad ke-8.{{sfn|Weeks|1968|p=32}} Di China, besi hanya muncul sekitar tahun 700-500 SM.<ref>Sawyer, Ralph D. and Mei-chün Sawyer. ''The Seven Military Classics of Ancient China.'' Boulder: Westview, (1993), p. 10.</ref> Peleburan besi telah diperkenalkan kepada China melalui Asia Tengah.<ref name="pigott2">Pigott, Vincent C. (1999). p. 8.</ref> Bukti awal penggunaan [[tanur tinggi]] di China berpenanggalan abad pertama setelah masehi,<ref name="Golas1999">{{cite book|author=Peter J. Golas|title=Science and Civilisation in China: Volume 5, Chemistry and Chemical Technology, Part 13, Mining|url=https://books.google.com/books?id=TSiII7s2wLkC&pg=PA152|date=25 February 1999|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-58000-7|page=152|quote=earlist blast furnace discovered in China from about the first century AD}}</ref> dan tungku kubah ({{Lang-en|cupola furnaces}}) digunakan pada awal periode perang (403–221 BCE).<ref name="pigott">Pigott, Vincent C. (1999). ''The Archaeometallurgy of the Asian Old World''. Philadelphia: University of Pennsylvania Museum of Archaeology and Anthropology. ISBN 0-924171-34-0, p. 191.</ref> Penggunaan tanur tinggi dan kubah tetap menyebar selama [[Dinasti Song]] dan [[Dinasti Tang|Tang]].<ref name="The Coming of the Ages of Steel">{{cite book|title=The Coming of the Ages of Steel|url=https://books.google.com/books?id=uMwUAAAAIAAJ&pg=PA54|publisher=Brill Archive|page=54|id=GGKEY:DN6SZTCNQ3G|date=1961}}</ref>
Baris 192:
===Besi tuang / besi cor===
[[Besi tuang]] (atau besi cor) ({{Lang-en|cast iron}}) pertama kali diproduksi di [[China]] selama abad ke-5 SM,<ref>{{Cite journal|author=Wagner, Donald B. |title=Chinese blast furnaces from the 10th to the 14th century|journal=Historical Metallurgy|volume=37|issue=1|date=2003|pages=25–37}} originally published in {{Cite journal|first =Donald B.|last =Wagner|title=Chinese blast furnaces from the 10th to the 14th century|journal=West Asian Science, Technology, and Medicine|volume=18 |date=2001|pages=41–74}}</ref> tapi hampir tidak dikenal di Eropa sampai periode abad pertengahan.<ref>Giannichedda, Enrico (2007): [https://books.google.com/books?id=LAgxAJNXhFwC&pg=PA200 "Metal production in Late Antiquity"], in ''Technology in Transition AD 300–650'' Lavan, L.; Zanini, E. and Sarantis, A.(eds.), Brill, Leiden; ISBN 90-04-16549-5, p. 200.</ref><ref name="Biddle">{{Cite book| title = Chemistry, Precision and Design|publisher = A Beka Book, Inc.|first1 = Verne|last1 =Biddle|first2= Gregory|last2 =Parker}}</ref> Artifak besi tuang tertua ditemukan oleh arkeolog di tempat yang sekarang dikenal sebagai [[Luhe County]], [[Jiangsu]], China. Besi tuang digunakan oleh [[Sejarah Tiongkok|China kuno]] untuk peralatan perang, pertanian, dan arsitektur.<ref name="Wagner">{{cite book|author=Donald B. Wagner|title=Iron and Steel in Ancient China|date=1993|publisher=BRILL|isbn=978-90-04-09632-5|pages=335–340}}</ref> Selama periode [[Abad Pertengahan|abad pertengahan]], di Eropa ditemukan sarana produksi besi tempa dari besi cor (dalam konteks ini dikenal sebagai besi kasar) dengan menggunakan ''[[
[[Tanur tinggi]] abad pertengahan mempunyai tinggi sekitar {{Convert|10|ft|m}} dan terbuat dari bata tahan api; udara tekan diperoleh dari penghembus yang digerakkan oleh tangan.<ref name="Biddle" /> Tanur tinggi modern jauh lebih besar.
Baris 202:
===Baja===
{{See also|Pembuatan baja}}
Baja (dengan kandungan karbon yang lebih kecil
Metode produksi baru adalah melalui [[karburasi]] besi batangan dalam [[proses sementasi]] ditemukan pada abad ke-17. Pada Revolusi Industri, metode baru memproduksi besi batangan tanpa batu bara ditemukan dan hal ini kemudian digunakan untuk memproduksi baja. Pada akhir 1850an, [[Henry Bessemer]] menciptakan proses pembuatan baja baru, melibatkan penghembusan udara melalui lelehan besi kasar untuk memproduksi baja lunak. Hal ini membuat baja jauh lebih ekonomis, oleh karena itu besi tempa tidak lagi diproduksi.<ref>{{cite book | url = https://books.google.com/books?id=fUmTX8yKU4gC&pg=PA190 | pages = 190–191 | title = Encyclopedia of the Elements: Technical Data - History - Processing - Applications | isbn = 9783527612345 | author1 = Enghag | first1 = Per | date = 8 January 2008}}</ref>
|