Besi adalah unsur kimia, logam transisi, dengan nomor atom 26, yang merupakan bagian dari golongan 8 dan periode 4 dari tabel periodik. Itu diwakili di bawah simbol Iman .
Ini menempati tempat keempat dalam hal unsur-unsur paling melimpah dari kerak bumi, meskipun harus dicatat bahwa itu adalah salah satu logam terpenting, karena bahkan inti bumi sebagian besar dibentuk olehnya, sehingga mampu untuk memindahkan medan magnet. Itu selalu sangat penting, memberikan namanya pada periode sejarah kuno, Zaman Besi.
Besi memiliki karakteristik warna abu-abu perak, dan memiliki berbagai karakteristik seperti kelenturan, kemagnetan, dll. Di alam, itu adalah bagian dari mineral yang tak terhitung jumlahnya. Sebagai rasa ingin tahu, dapat disebutkan bahwa besi adalah unsur terberat yang diproduksi secara eksoteris melalui proses fusi, tetapi pada saat yang sama, itu adalah unsur paling ringan yang dicapai melalui fisi , karena intinya mengandung energi ikat per nukleon sebanyak mungkin.
Besi menempati urutan keempat dalam kelimpahan di kerak bumi, menjadikannya salah satu unsur logam yang paling melimpah. Ini diperoleh terus menerus melalui apa yang disebut tanur sembur. Proses produksinya terdiri dari reduksi oksida besi (khususnya dari bijih ), umumnya Fe2O3, yang biasanya ditemukan tidak murni bercampur dengan silikat. Pengurangan dilakukan oleh karbon monoksida, yang dihasilkan melalui reaksi kokas dengan udara, pada saat yang sama panas disediakan. Reaksi berikut disajikan secara global:
Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2 Fe (s) + 3CO2 (g)
2C (s) + O2 (g) → 2 CO (g)
Sebuah tanur tinggi biasanya beberapa puluh meter, dan mereka dimuat di bagian atas tungku, dengan campuran oksida besi, bersama dengan kokas dan batu kapur, sementara udara dihembuskan melalui bagian bawah tungku untuk memfasilitasi pembakaran kokas. CaCo3 (batu kapur), yang merupakan mineral non-silika paling melimpah di kerak bumi, ditambahkan untuk menghilangkan silikat, bereaksi dengan kalsium oksida yang dibentuk oleh dekomposisi termal batu kapur:
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + SiO2 → CaSiO3
Besi cair yang diperoleh dilindungi dari udara oleh terak, yang diperoleh dari kalsium silikat, yang memiliki titik leleh rendah, dapat dengan mudah diekstraksi karena besi cair memiliki kepadatan lebih tinggi dari ini.
Besi tuang memiliki jumlah karbon sekitar 4%, bersama dengan pengotor lainnya, yang memberikan sifat mekanik yang tidak terlalu efisien. Inilah sebabnya mengapa perlu untuk menghilangkan, atau mengurangi, konsentrasi pengotor, yang umumnya karbon, silikon, fosfor dan belerang. Untuk ini, oksigen dihembuskan melalui besi cair, sehingga menyebabkan penghapusan karbon dan belerang, di sisi lain, silikon dan fosfor, membentuk oksida yang melalui reaksi dengan kalsium oksida yang sesuai dihilangkan dalam bentuk terak (CaSiO3 atau Ca3 (PO4) 3):
3 CaO + P2O5 → Ca3 (PO4) 2
Sangat mudah untuk memahami cara kerja tungku , mengetahui bahwa besi (umumnya Fe2O3) berkurang secara bertahap yang bergantung pada suhu. Bagian atas tungku adalah tempat yang suhunya paling rendah, yang memfasilitasi pembentukan Fe3O4, yang ketika turun ke bagian terpanas, direduksi menjadi FeO, yang pada akhirnya direduksi menjadi Besi di bagian terpanas, mengikuti reaksi berikut:
3Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2