Besi, Unsur Paling Melimpah di Bumi

Besi memiliki nomor atom 26 dan merupakan unsur paling penting dari golongan 8 tabel periodik, tetapi golongan 8 itu juga mencakup unsur Ruthenium (Ru) dan Osmium (Os) yang kurang diketahui, dan unsur radioaktif Hassium (Hs), yang tidak ada secara alami dan memiliki nomor atom lebih tinggi dari Uranium (U), dan oleh karena menjadi bagian dari unsur-unsur transuranium.

Tabel periodik unsur-unsur kimia, diadaptasi dari buku: Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia.

Besi adalah salah satu unsur yang paling banyak digunakan, khususnya ketika menjadi paduan dengan Karbon dan unsur lain dalam baja yang kita jumpai di mana-mana dalam kehidupan sehari-hari.

Besi telah dikenal oleh pengrajin logam kuno, dan merupakan salah satu dari tujuh "logam kuno" (lihat artikel saya: Seng dan Berbagai Penggunaannya).

Dalam mitologi Yunani dan Romawi Kuno, besi dikaitkan dengan planet Mars, mungkin karena hubungannya dengan senjata perang, Mars pun menjadi dewa perang. Mungkin suatu kebetulan yang menyenangkan (atau bahkan "ironis") bahwa warna merah planet Mars disebabkan oleh bebatuan dan debu besi (III) oksida (Fe2O3) merah di seluruh permukaannya.

Kata Latin untuk besi adalah Ferrum, itulah sebabnya simbol kimia untuk besi adalah Fe. Sebagai logam murni, besi sangat mengkilap, abu-abu keperakan, dan bisa ditempa dan ulet, seperti kebanyakan logam transisi lainnya.

Bersama dengan Nikel (Ni) dan Kobalt (Co), besi adalah satu di antara hanya 3 unsur feromagnetik, bisa dimagnetisasi, dan ditarik ke magnet. Besi adalah yang paling magnetik, dan bahkan banyak bijih besi bisa dimagnetisasi. Fenomena magnetisme ditemukan dalam potongan bijih besi yang termagnetisasi secara alami yang disebut Magnetite. Potongan-potongan ini kemudian dikenal sebagai Lodestones, yang berarti "batu terkemuka," karena jika berputar bebas, batu ini selalu berbaris ke utara-selatan, dan bisa digunakan sebagai kompas untuk menuntun jalan.

Sebagian besar besi di planet kita terkunci di inti bumi yang panas dan cair. Unsur ini banyak ditemukan di bebatuan di seluruh dunia, dan hampir 2,5 miliar ton besi dimurnikan setiap tahun.

Bijih mineral yang kaya akan besi termasuk Pirite. Bijih lainnya, termasuk Hematite, digunakan untuk mengekstrak besi murni dalam proses yang disebut peleburan. Meteorite, bongkahan batu dari luar angkasa yang menabrak bumi, yang kaya zat besi, adalah salah satu dari sedikit sumber besi murni alami.

Pada peradaban awal, besi lebih berharga daripada emas dan perak. Sebelum Zaman Besi, pengrajin logam hanya bisa bekerja dengan besi yang benar-benar jatuh dari langit. Sekitar 1 dari 20 meteorit dibuat menjadi besi dengan sedikit Nikel.

Untuk membuat besi lebih keras, besi dicampur dengan sejumlah kecil karbon dan logam lain, seperti Nikel dan Titanium. Ini membentuk paduan yang disebut baja, yang digunakan untuk membuat baut dan badan traktor yang kuat, di antara aplikasi lainnya. Menambahkan elemen Krom ke baja menciptakan paduan yang lebih kuat yang disebut baja tahan karat.

Kapal besi yang berkarat. Sumber: Sumber: buku Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 17.

Besi adalah logam yang cukup reaktif, mudah bergabung dengan Oksigen dan air untuk membentuk berbagai oksida dan hidroksida besi. Seiring waktu, unsur besi mengembangkan lapisan merah coklat dan bersisik ini ketika bereaksi dengan oksigen yang ada dalam air atau udara untuk membentuk senyawa oksida besi, yang lebih dikenal sebagai karat.

Berbagai penggunaan besi. Diadaptasi dari: buku Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, hlm. 61.

Pembuatan Baja
Aliran logam cair merah-panas dituangkan dari tungku di bengkel pembuatan baja. Ini adalah akhir dari sebuah proses panjang di mana bijih besi diubah menjadi baja, sebuah paduan keras yang cukup kuat untuk membuat balok penopang gedung pencakar langit dan jembatan. Baja bahkan bisa dicetak menjadi badan mobil, dijalin menjadi kabel superkuat untuk elevator, atau diubah menjadi magnet kuat yang bisa membuat kereta Maglev mengambang.

Baja mengandung sekitar 2 persen Karbon dan beberapa unsur lainnya. Karbon mengunci semua atom bersama-sama dan mencegah logam dari retak. Hal ini membuat baja lebih keras daripada besi. Baja membengkok sebelum patah dan tidak mudah retak. Untuk membuat baja, bijih besi dilebur dalam tanur tinggi untuk menghilangkan kotorannya, seperti Nitrogen, belerang, atau Fosfor. Unsur lain bisa ditambahkan untuk membuat berbagai jenis baja, misalnya Krom untuk mencegah baja berkarat, sedangkan Mangan membuat baja lebih keras, Silikon membuat paduan lebih magnetik, sedangkan Nikel membuat baja kurang getas pada temperatur yang sangat rendah.

Tubuh manusia menggunakan zat besi untuk membuat hemoglobin, zat dalam darah yang membawa oksigen ke seluruh tubuh kita (oksigen membantu sel-sel kita menghasilkan energi bagi tubuh untuk bekerja). Makanan yang mengandung zat besi antara lain daging dan sayuran hijau, seperti bayam.

Kepustakaan:
1. How It Works - Book of the Elements, ed. 5, Imagine Publishing Ltd., United Kingdom, 2016.
2. Periodic Table Book - A Visual Encyclopedia, Dorling Kindersley Limited (Penguin Random House), Great Britain, 2017.
3. Diary Johan Japardi.
4. Berbagai sumber daring.

Jonggol, 27 Juni 2021

Johan Japardi