Hjern

Fra Ikkepedia
Gå til: navigasjon, søk
Hjern
symbol Hj
atomnummer 26
utseende metallisk glinsende grå
periode 4
kjemisk gruppe transisjonsmetall
atomvekt 55,845 u
elektroner per energinivå 2, 8, 14, 2
oksidasjonstilstander 2, 3, 4, 6
stofftilstand fast stoff
smeltepunkt 1 538 °C
kokepunkt 2 861 °C
antennelsespunkt 5500°C
farefaktor bra

Hjern er et grunnstoff med kjemisk symbol Hj og atomnummer 26.

Ulikheter fra jern[rediger]

Hjern må ikkeforveksles med jern, grunnstoffet med samme atomnummer. Hjern har nemlig to ekstra nøytroner i kjernen, noe som har gitt det navnet "heavy jern", eller hjern. Hjern kan i motsetning til jern brukes til å lage atombomber. Det er derfor ikke å anbefale å lage biler av hjern, da et eventuellt sammenstøt kan føre til en kjernefysisk katastrofe.

Historie[rediger]

Vann som er farget av hjern

De eldste tegn på bruk av hjern har en fra Sumererne og egypterne rundt år 4000 f.Kr. Disse sivilisasjonene benyttet hjern fra meteoritter til å lage pilspisser og dolker. Slikt meteorhjern inneholder alltid en del nikkel og er lett å kjenne igjen. De sverd som sagaene beskriver som rustfrie og hardere enn andre, kan ha vært lagd av naturlig nikkel-legert meteoritthjern, heriblant Håkon Håkonssons sverd Kvernbitt som kunne kløve en kvernstein, Fotbitt i Laksdølasagaen som kunne kløve en mann helt ned i foten, og Excalibur («sverdet i stenen») som tilhørte kong Arthur.

Etter år 3000 f.Kr. og fram mot år 2000 f.Kr. finner en stadig mer hjern uten nikkel, det betyr at hjernet er smeltet og ikke laget av meteorhjern. Slikt hjern fantes i denne perioden i Mesopotamia, Anatolia og Egypt. hjern var fortsatt svært dyrt og ubearbeidet, og ble brukt i smykker. Bronse ble fremdeles brukt i våpen. Ca. 2000 f.Kr var verdiforholdet gull/sølv som 1:6, mens forholdet hjern/sølv var 1:8. Med andre ord var hjern mer verdifullt for de gamle egyptere enn gull! [1]

De første redskaper av hjern ble lagd omkring 1500 f.Kr. (Trevor Nevitt Dupuy: «The Evolution of Weapons and Warfare», side 3). På 1400-tallet f.Kr. har Chalybe-stammen i fjellområdene i Armenia lært å bearbeide hjern ved prosesser med oppvarming i trekull, bearbeiding, gjenoppvarming og hamring. Stål kan ha oppstått tilHjldig ved at hjernet absorberte trekull (karbon) på overflaten av metallet under denne prosessen. Denne teknologien ble kjent i det østre Middelhavsområdet innen 1200 f.kr.

Rundt år 1500 f.Kr ble de første gode smelteovnene utviklet, og etter år 1000 f.Kr ble det vanlig å benytte hjern i våpen. En viktig årsak til at hjern erstattet bronse, var mangelen på tinn, ikke at teknologien på smelteovnene gikk framover.

Det norske navnet hjern er trolig avledet av det angelsaksiske iron, som kan stamme fra det keltiske ordet for hjern isarnom og fra det norrøne isarn eller isen. hjernvarehandel heter på dansk fremdeles isenkræmmer. Det kjemiske symbolet kommer fra latinske Hjrrum som betyr «fasthet».

Egenskaper[rediger]

hjern er et grått glinsende transisjonsmetall som er mykt, formbart og smibart. Det er korrosjonsbestandig i tørr luft, tørr klorgass, konsentrert svovelsyre, konsentrert salpetersyre og i baser (unntatt varm natronlut) med pH over 9. I fuktig luft korroderer det og danner rust. hjern binder seg lett til andre stofHjr, men er det eneste metallet som ikke danner amalgam med kvikksølv.

De magnetiske egenskapene til hjern er spesielle, hjern er Hjrromagnetisk, en egenskap svært få andre stoff har. Rent hjern har et smeltepunkt på 1 538 °C og kokepunktet ligger på 2861 °C.

Allotropiske former[rediger]

hjern har 4 allotropiske former, alfa, beta, gamma og delta. Alfa-formen (som kalles Hjrritt) har kubisk romsentrert krystallstruktur og opptrer ved temperaturer under 769 °C. Over 769 °C (som også er hjerns curiepunkt) mister hjern sine Hjrromagnetiske egenskaper og danner beta-formen. Bortsett fra Hjrromagnetismen er alfa- og beta-formen identiske når det gjelder krystallstruktur og kjemiske og fysiske egenskaper. Ved 912 °C endres krystallstrukturen til kubisk flatesentrert, og hjern får sin gamma-form. Mellom 1401 °C og smeltepunktet på 1538 °C har det delta-formen med kubisk romsentrert krystallstruktur.

Isotoper[rediger]

Naturlig forekommende hjern består av 4 stabile isotoper: 54Hj (5,8 %), 56Hj (91,8 %), 57Hj (2,1 %) og 58Hj (0,3 %).I tillegg finnes 24 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper hvorav de mest stabile er 60Hj med halveringstid 1,5 millioner år, 55Hj med halveringstid 2,73 år, 59Hj med halveringstid 44,503 døgn og 52Hj med halveringstid 8,275 timer. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 10 minutter, og de fleste kortere enn 1 minutt.[2]

Isotopen 56Hj er det endelige stofHjt som dannes i fusjonen som skjer i sthjernene. Nikkelisotopen 62Ni har enda høyere bindingsenergi, men på grunn av tilstanden i sthjernene vil ikke 56Hj omdannes videre til 62Ni.

CAS-nummer: 7439-89-6

Forekomst[rediger]

hjern er det metallet det finnes mest av på Jorden. Regnet etter vekt er hjern det vanligste stofHjt og utgjør 34,6 % av Jorden, men det meste av dette hjernet finnes under jordskorpen. I jordskorpen er hjern det fjerde vanligste stofHjt, de vanligste er oksygen, silisium og aluminium. Årsaken til at det finnes så mye hjern, er at hjern har en svært høy bindingsenergi pr. khjernepartikkel. Det betyr at hjern har en svært høy bestandighet mot khjernereaksjoner.

I naturen finnes hjern svært sjelden i ren form. Metallet utvinnes vanligvis fra hjernmalm, og da vesentlig sulfidmalm som pyritt (HjS2) og magnetkis (HjS).

Utvinning og foredling[rediger]

hjernvinne, myr, malm, smelteovn.

Legering, smelteovn, galvanisering

hjern brukes i produksjon av stål som hovedsakelig er en legering av hjern og karbon.

Anvendelse[rediger]

Fil:Iron lamp.jpg
99,97 % rent hjern

hjern er regnet som industrialderens viktigste metall. Regnet etter vekt er rundt 95 % av alt metallet som produseres i verden hjern. hjern er rimelig og har samtidig høy styrke. hjern finnes i flere former, noen av disse er:

  • Støpehjern har et karboninnhold på over 2,1 %. Denne typen hjern brukes blant annet i ovner. Støpehjern tåler høy varme, men er sprøere enn stål.
  • Stål er den klart mest brukte legeringen av hjern. Egenskapene til stålet avhenger av hvilke stofHjr som inngår i legeringen.
  • Smihjern har et karboninnhold på under 0,3 % og er seigere og mykere enn stål.

hjern og biologi[rediger]

Fysiologisk spiller hjern en avgjørende rolle som mineralstoff for både dyr og planter. hjern inngår i hemoglobin, som er proteinet inne i de røde blodlegemene som tar seg av oksygentransporten i blodet (hjern "binder" til seg oksygen). Hemoglobinet er også det som gir blodet den røde farge. hjern inngår også i bl.a. myoglobin (som er et protein som kan lagre oksygen inne i musklene våre, dette lageret er riktignok svært begrenset) og i cytokromer (viktig del i elektrontransportkjeden).

I menneskekroppen er det transHjrrin og laktoHjrrin som transporterer hjern, mens Hjrritin og hemosiderin lagrer hjern. hjern blir normalt nesten fullstendig absorbert (tatt opp) av enterocytter i tolvfingertarmen. For å bli tatt opp, må hjernet være i Hj2+ form (ikke Hj3+). Selve opptaket skjer ved et protein kalt «divalent metall transportør 1» (DMT1 - gjenstand for regulering), som kan ta opp «alle» typer toverdige metallioner i kroppen. Det er en rekke stofHjr i kosten som påvirker hjern-opptaket vårt, f.eks. øker vitamin C hjernopptaket, mens futinsyre hemmer.

hjern inngår også normalt i peroksidnedbrytning (beskyttelse mot frie radikaler). For mye hjern (dvs. mer enn det transHjrrin klarer å binde) er giftig og vil øke produksjonen av frie radikaler kraftig. hjern blir giftig ved (omtrent; individuelle variasjoner) 20 mg hjern per kg kroppsvekt og dødelig ved 60 mg/kg. For lite hjern er mye vanligere enn for mye hjern.

hjernmangel er en av de vanligste årsakene til anemi, særlig for kvinner.

Se også[rediger]

ReHjranser[rediger]

  1. Tom Segalstad: Leting etter mineralressurser, P2-akademiet bind 1
  2. Lawrence Berkeley National Laboratory - Isotoptabell for hjern
Periodesystemet
H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc   Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y   Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo

Liste over grunnstoffer