logam besi (Fe)

Logam besi berlambang Fe, unsur logam berwarna keperakaan, dapat ditempa. Sumbur utama dari besi ialah bijih hematit  (Fe₂O₃), magnetit (Fe₃O₄), limonit [FeO(OH) _nH₂O], ilmenit (FeTiO₃),  sideret (FeCO₃), dan pirid (FeS₂). Logam ini dilelehkan dalam tungku dan menghasilkan besi gubal, yang kemudian diolah menjadi besi cor, besi tempa, dan berbagai jenis baja. Unsur murni memiliki tiga bentuk kristal: besi alfa, yang berada pada suhu 906 _­⁰C dengan struktur kubus pusat badan, besi gamma, yang berada pada suhu 906 _­⁰C dan 1403_­ ⁰C  dengan struktur kubus pusat muka non magnetik dan  besi delta yang berbentuk kubus pusat badan diatas 1403 _­⁰C. Besi alfa besifat feromagnetik sampai titik Curie-nya (768 _­⁰C). Unsur ini mempunya sembilan isotop (nomar massa 52-60), dan merupakan  unsur keempat yang paling melimpah dalam kerak bumi. Besi diperlukan sebagai unsur kelumit yaitu unsur yang dijimpai dalam konsentrasi yang jauh lebih kecil, sehingga tingkat kebutuhannya lebih sedikit  oleh mahluk hidup. Besi sangat reaktif,  teroksidasi oleh udara lembab menggantikan hidrogen dari asam encer dan bergabung dengan unsur nonlogam. Besi membentuk garam ionik dan berbagai kompleks dengan logam dengan bilangan oksida +2 dan +3. Besi (VI) tidak ada dalam bentuk ion ferat FeO₄^2-, dan unsur ini juga membentuk kompleks dengan bilangan oksidasi nol (misalnya Fe(CO)⁵ (Daintith, 2007).

Tabel 2.4 ciri-ciri umum logam Fe

Ciri-ciri	Jenis
Nama, lambang, Nomor atom	besi, Fe, 26
Jenis unsur	logam transisi
Golongan, periode,blok	8, 4, d
Massa atom standar	55.845(2)
Konfigurasi elektron	[Ar]3d6 4s2 2, 8, 14, 2

Tabel 2.5 Sifat-sifat logam Fe

Sifat	Nilai
Fase	solid
Massa jenis(mendekati suhu kamar)	7.874 g·cm−3
Massa jenis cairan pada t.l.	6.98 g·cm−3
Titik lebur	1811 K2800 °F 1538 °C,
Titik didih	5182 °F 2862 °C, 3134 K,
Kalor peleburan	13.81 kJ·mol−1
Kalor penguapan	340 kJ·mol−1
Kapasitas kalor	25.10 J·mol−1·K−1
Bilangan oksidasi	6, 5,[1] 4, 3, 2, 1[2], -1, -2 (oksida amfoter)
Elektronegativitas	1.83 (skala Pauling)
Energi ionisasi (lebih lanjut)	pertama: 762.5 kJ·mol−1
	ke-2: 1561.9 kJ·mol−1
	ke-3: 2957 kJ·mol−1
Jari-jari atom	126 pm
Jari-jari kovalen	132±3 (low spin), 152±6 (high spin) pm
Struktur kristal	body-centered cubic
Catatan struktur kristal	a=286.65 pm;
Pembenahan magnetik	feromagnetik

Sumber pencemaran besi berasal dari karat logam, limbah industri, dan air tambang. Terbukanya mineral pirit (FeS₂), limonit (Fe(OH)₃) dan magnetit (FeO₄) terhadap oksigen dan kelembaban mengakibatkan pembentukan air asam tambang. Proses ini diperantarai oleh bakteri Thiobacillus dan Ferrobacillusper. Bakteri ini membutuhkan energi untuk pertumbuhannya melalui oksidasi fero yang berpengaruh pada konsentrasi fero didalam air tanah.

     Bentuk-bentuk besi dalam lingkungan perairan dapat berupa (Fe²⁺, Fe³⁺) dan koloid atau suspensi (Fe₂O₃, Fe(OH)₃). Pada umumnya besi dalam bentuk perairan terdapat dalam bentuk Fe(III) yang stabil dibandingkan Fe(II) yang dapat menjadi Fe(OH)₃, atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bisa mengendap (maria, 2001).

     Ion besi (III) berukuran relatif kecil dengan rapatan muatan 349 ⁰ C mm^-3 untuk low-spin dan 232 ⁰C mm^-3 untuk high-spin, sehingga mempunyai daya mempolarisasi yang cukup untuk menghasilkan ikatan berkarakter kovalen. Sebagai contoh, Besi(III) klorida berwarna merah-hitam, berupa padatan dengan struktur jaringan kovalen. Pada pemanasan hinggga fase gas terbentuk spessies dimerik (Sugiyarto,2010).

     Ion fero [Fe(H₂O)₆]⁺² memberikan garam berkristal. Garam mohr (NH₄)₂SO₄.[Fe(H₂O)₆] SO₄ cukup stabil terhadap udara dan terhadap hilangnya air, dan umunya dipakai untuk membuat larutan baku Fe(II) bagi analisis volumentri dan sebagai zat pengkalibrasi dalam pengukuran magnetik. Sebaliknya FeSO₄.7H₂O secara lambat melapuk dan berubah menjadi kuning coklat bila dibiarkan dalam udara (Wilkinson,2009).