鉄 Fe

発見の歴史

最古の鉄製品は隕石からつくられました。紀元前3000年以前のエジプトの墓からは隕鉄をたたいてつくったビーズが見つかっており、ツタンカーメンの墓から出た短剣の刃も隕石由来です。

鉱石から鉄を製錬するのは、銅の製錬よりも難しい作業です。より高い温度と、木炭と空気の細かな調整が必要だからです。この技術はアナトリアや近東で徐々に発展し、紀元前1200年ごろまでには鉄の加工が広く普及して、多くの地域で 鉄器時代 が始まりました。中国では紀元前5世紀ごろまでに鋳鉄がつくられており、ヨーロッパよりはるかに早いものでした。

1709年、イングランドのエイブラハム・ダービーは木炭の代わりにコークスで鉄の製錬を始め、産業革命の原動力の一つとなりました。1856年にはヘンリー・ベッセマーが、溶けた銑鉄に空気を吹き込んで安価に鋼に変える方法の特許を取り、鋼はまもなく近代工業の屋台骨になりました。

名前の由来

英語の iron は古英語や関連するゲルマン語に由来します。元素記号 Fe はラテン語の ferrum から来ており、ferrous(第一鉄の)や ferric(第二鉄の)といった言葉もここから生まれました。鉄は古代に知られていた7つの金属の一つで、錬金術師はこれを軍神マルス(火星)と結びつけました。武器の金属にふさわしい組み合わせです。日本語の「鉄」は古くからの漢字で、旧字体は「鐵」です。

主な用途

• 鋼: 少量の炭素、さらにしばしばクロム、ニッケル、マンガンを加えた鉄の合金は、生産されるすべての金属の質量の約95%を占めます。世界の粗鋼生産量は年間約20億トンです。
• 建設と輸送: 構造用の梁、鉄筋、レール、船、自動車、パイプライン。
• 鋳鉄: エンジンブロック、配管、調理器具。
• 磁石と電気機器: 軟鉄や電磁鋼板が変圧器やモーターの鉄心をつくります。
• 化学: 鉄触媒はハーバー・ボッシュ法のアンモニア合成に使われ、酸化鉄は赤・黄・黒の一般的な顔料です。

同位体

鉄には4つの安定同位体があります。鉄54、鉄56(約92%)、鉄57、鉄58です。鉄56はあらゆる同位体の中でも最も強く結合した原子核の一つで、重い恒星の中の核融合が鉄のあたりで止まるのはこのためです。鉄57はメスバウアー分光法に使われ、火星のものを含む鉄を含む鉱物の研究に役立っています。放射性の 鉄60 は半減期が約260万年で、深海の地殻や南極の雪から見つかっています。地質学的に最近の時代に近くで超新星が起きた証拠です。鉄59(約45日)は医療で鉄の代謝を追跡するのに使われます。

身近なところで

成人の体には約3〜4グラムの鉄が含まれ、その大部分は赤血球で酸素を運ぶヘモグロビンの中にあります。鉄欠乏は世界で最もよくある栄養問題の一つで、貧血や疲労の原因になります。肉、豆、レンズ豆、葉物野菜がよい供給源です。

鉄のサプリメントは子どもが誤って飲み込むと危険なため、安全に保管する必要があります。湿った空気中でできる赤っぽい酸化物であるさびは、毎年各国の経済に莫大な損失をもたらしています。