Rumus Kimia Besi, Sifat Fisik, dan Contoh Penggunaannya

ilustrasi besi, Foto: unsplash.com.

Rumus kimia besi sama dengan unsur besi itu sendiri yang terdapat pada Sistem Periodik Unsur (SPU). Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi dan banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari.

Besi terdapat dalam bentuk senyawa dan memiliki bentuk seperti batuan. Memahami rumus kimia besi dapat mempermudah perhitungan jumlah atau perbandingan atom-atom unsur penyusunan zat tersebut.

Artikel ini akan mengungkap rumus kimia besi, lengkap dengan sifat fisik, kelemahan, dan contoh penggunaan besi dalam kehidupan sehari-hari. Berikut penjelasan lengkapnya.

Rumus Kimia Besi

ilustrasi rumus kimia besi. Foto: unsplash.com.

Menyadur laman student.com, besi adalah logam abu-abu berkilau yang ditemukan dalam kelompok nomor 8 dan periode 4 pada sistem tabel periodik dengan nomor atom 26. Rumus kimia besi adalah Fe atau ferrum dari kata latin ferium.

Format rumus elemen nonmetal besi adalah Fe X, di mana X adalah elemen atau senyawa nonmetal. Jumlah proton dalam nukleus besi adalah 26 yang juga menjadi asal-usul nomor atom besi.

Dalam buku Ensiklopedia Rumus Kimia SMA Kelas 1, 2, 3 karya Basyit Badriah, disebutkan bahwa besi memiliki konfigurasi [Ar]3D^62s^2. Artinya, besi memiliki enam elektron dalam orbitnya dan dua elektron dalam cangkang terluarnya sehingga totalnya memiliki delapan elektron.

Besi bukan termasuk dalam kategori senyawa, tetapi termasuk dalam kategori elemen. Besi dapat membentuk senyawa tergantung pada keadaan oksidatifnya. Contoh, jika nomor oksidasi besi adalah +2 maka akan membentuk ferrous compound atau Fe^+2.

Apabila oksidasi besi adalah +3 maka akan membentuk senyawa ferric atau Fe^+3. Fe^+2 dikenal dengan senyawa bivalen iron II. Fe^+3 dikenal sebagai trivalent iron.

Fakta Tentang Besi

Ilustrasi fakta kimia besi. Foto: unsplash.com.

Menyadur buku IPA Terpadu: Jilid 1A karya Mikarjuddi, besi adalah logam paling melimpah di bumi dan diyakini sebagai elemen kesepuluh paling melimpah di alam semesta. Bahkan, presentasi besi dibandingkan dengan logam lainnya cukup besar, yaitu 35%.

Besi juga menjadi elemen yang paling melimpah yang membentuk bumi. Konsentrasi besi di berbagai lapisan bumi cukup tinggi sehingga membentuk sebagian besar bagian inti luar dan dalam bumi. Konsentrasi besi di kerak luar bumi diprediksi mencapai 5%.

Berdasarkan beberapa penelitian, inti bumi memiliki kristal besi tunggal yang terdiri dari campuran besi dan nikel. Jumlah konsentrasi besi yang besar di dalam inti dan luar bumi berkontribusi sebagai medan magnet planet karena besi bersifat magnetis.

Sifat Fisik Besi

ilustrasi sifat besi. Foto; pexels.com

Besi murni berwarna putih kusam, memiliki sifat tidak begitu keras, dan sangat reaktif terhadap zat oksidator. Sehingga besi dalam udara lembab teroksidasi oleh oksigen dan cepat membentuk karat.

Menyadur laman BYJUS, besi bisa berubah menjadi jauh lebih lembut jika diletakkan dalam suhu 910 derajat celcius. Besi dapat melebur di suhu 1536 derajat celcius dan mendidih pada suhu 2861 derajat celcius.

Besi mempunyai sifat fisik yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi. Namun, besi juga memiliki kelemahan. Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Sifat ini menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai barang atau bangunan yang menggunakan besi dan baja.

Meski begitu, korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat atau stainless stell. Namun, prosesnya terlalu mahal jika kebutuhan penggunaan besi sangat banyak.

Contoh Penggunaan Besi dalam Kehidupan Sehari-hari

ilustrasi penggunaan besi. Foto: unsplash.com.

Masih dari sumber yang sama, ada berbagai macam fungsi besi dalam kehidupan sehari-hari, yaitu:

Mekanisme Terjadinya Korosi Besi

ilutrasi korosi besi. Foto: pexels.com.

Berdasarkan buku Cerdas Belajar Kimia karya Nana Sutresna, besi yang mengalami korosi membentuk karat dengan rumus Fe2O3.aH2.O.

Korosi atau proses pengaratan merupakan proses elektrokimia. Proses terjadinya korosi pada suatu logam membentuk suatu sel elektrokimia yang terdiri dari anode, katode, larutan elektrolit, dan hubungan listrik antara anode dan katode.

Anode adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi. Sedangkan katode adalah ujung tetesan air yang menjadi reaksi reduksi sebuah logam.

Ion Fe^2+ yang terbentuk dari reaksi reduksi bergerak dari anode ke katode melalui tetesan air. Sedangkan elektron mengalir dari anode ke katode melalui logam. Reaksi elektron ini selanjutnya mereduksi oksigen dari udara dan menghasilkan reaksi kimia Fe2O3.nH2O.

Pencegahan Terjadinya Proses Korosi Besi

ilustrasi pencegahan terjadinya korosi besi. Foto: pexels.com.

Kerugian atas proses korosi atau pengaratan mengharuskan adanya upaya-upaya pencegahan, seperti modifikasi lingkungan, modifikasi besi, proteksi katodik, dan pelapisan. Berikut penjelasannya:

1. Cara Modifikasi Lingkungan

Karena gas oksigen dan kelembapan udara merupakan faktor penting yang dapat mempengaruhi proses pengaratan, maka mengurangi kadar oksigen atau mengurunkan kelembapan udara dapat memperlambat proses pengaratan. Contohnya mendinginkan gudang menggunakan AC.

2. Cara Modifikasi Besi

Ketika besi membentuk aloi dengan unsur tertentu, besi akan lebih tahan terhadap pengaratan. Baja atau aloi dari besi mengandung 11%-12% kromium dan sedikit mengandung karo atau lebih dikenal sebagai stainless steel. Bahan ini sering digunakan di industri untuk bahan kimia dan bahan peralatan rumah tangga.

3. Cara Proteksi Katadoik

Jika logam besi dihubungkan dengan seng, besi akan sulit mengalami karat. Seng akan bereaksi dengan oksigen dan air dalam lingkungan yang mengandung korban dioksida dan membentuk senyawa seng karbonat.

Seng karbonat yang terbentuk dapat melindungi seng itu sendiri dari korosi. Selain seng, logam magnesium yang termasuk alkali tanah banyak digunakan untuk keperluan pencegahan karat.

4. Pelapisan

Jika logam besi dilapisi tembaga atau timah, besi dapat terlindung dari korosi. Selain dengan tembaga, besi dapat dilapisi dengan logam lain yang memiliki potensial reduksi lebih positif, seperti perak, emas, nikel, timah, dan platina.

(IPT)