Quelltext der Seite Eisen

{{Begriffsklärungshinweis}}
{{Infobox Chemisches Element
<!--- Periodensystem --->
| Name         = Eisen
| Symbol       = Fe
| Ordnungszahl = 26
| Serie        = Üm
| Gruppe       = 8
| Periode      = 4
| Block        = d
<!--- Allgemein --->
| Aussehen     = metallisch glänzend mit<br />einem gräulichen Farbton
| CAS          = {{CASRN|7439-89-6}}
| EG-Nummer    = 231-096-4
| ECHA-ID      = 100.028.270
| Massenanteil = 4,7 % (4. Rang)<ref name="Harry H. Binder">Harry H. Binder: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S.&nbsp;Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
| Hauptquelle  = <ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus [https://www.webelements.com/iron/ www.webelements.com (Eisen)] entnommen.</ref>
<!--- Atomar --->
| Atommasse = 55,845(2)<ref name="CIAAW">[https://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013].</ref>
| Atomradius = 140
| AtomradiusBerechnet = 156
| KovalenterRadius = low-spin: 123 pm, high-spin: 152
| VanDerWaalsRadius = 
| Elektronenkonfiguration = &#91;[[Argon|Ar]]&#93; 3[[D-Orbital|d]]<sup>6</sup> 4[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup>
| Austrittsarbeit = 4,5 [[Elektronenvolt|eV]]<ref>Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: ''[[Bergmann-Schaefer Lehrbuch der Experimentalphysik|Lehrbuch der Experimentalphysik]]'', Band 6: ''Festkörper.'' 2.&nbsp;Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S.&nbsp;361.</ref>
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|7,9024681|suffix=(12)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-iron">{{NIST-ASD|iron|Abruf=2020-06-11}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|762,47|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-iron">{{Webelements|iron|atoms|Abruf=2020-06-11}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|16,19920|suffix=(5)|post=eV<ref name="NIST-ASD-iron" />}} ≈ {{ZahlExp|1562,98|post=kJ/mol<ref name="Webelements-iron" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|30,651|suffix=(12)|post=eV<ref name="NIST-ASD-iron" />}} ≈ {{ZahlExp|2957,4|post=kJ/mol<ref name="Webelements-iron" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|54,91|suffix=(4)|post=eV<ref name="NIST-ASD-iron" />}} ≈ {{ZahlExp|5298|post=kJ/mol<ref name="Webelements-iron" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|75,00|suffix=(15)|post=eV<ref name="NIST-ASD-iron" />}} ≈ {{ZahlExp|7236|post=kJ/mol<ref name="Webelements-iron" />}}
<!--- Physikalisch --->
| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen = vier<ref name="Schubert">K. Schubert: ''Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente.'' In: ''[[Acta Crystallographica]].'' 1974, B30, S.&nbsp;193–204 ([[doi:10.1107/S0567740874002469]]).</ref>
| Kristallstruktur = α-Eisen: kubisch raumzentriert<br />γ-Eisen: kubisch flächenzentriert
| Dichte = 7,874&nbsp;g/cm<sup>3</sup>
| RefTempDichte_K = 
| Mohshärte = 4–5<ref name="Okrusch" />
| Magnetismus = [[Ferromagnetismus|ferromagnetisch]]
| Schmelzpunkt_K = 1812
| Schmelzpunkt_C = 1539 ± 1<ref name="Swartzendruber">{{Literatur |Autor=L. J. Swartzendruber |Titel=The Fe (Iron) system |Sammelwerk=Bulletin of Alloy Phase Diagrams |Band=3 |Nummer=2 |Datum=1982 |Seiten=161–165 |DOI=10.1007/BF02892374}}</ref><ref name="Roeser">{{Literatur |Autor=W.F. Roeser, H.T. Wensel |Titel=Freezing temperatures of high-purity iron and of some steels |Sammelwerk=Journal of Research of the National Bureau of Standards |Band=26 |Nummer=4 |Datum=1941 |Seiten=273 |DOI=10.6028/jres.026.015}}</ref>
| Siedepunkt_K = 3343 K
| Siedepunkt_C = 3070<ref name="Holleman-Wiberg" />
| MolaresVolumen = 7,09·10<sup>−6</sup>
| Verdampfungswärme = 354 kJ·mol<sup>−1</sup><ref name="Zhang" />
| Schmelzwärme = 13,8
| Dampfdruck = 
| RefTempDampfdruck_K = 
| Schallgeschwindigkeit = 4910
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 293,15
| SpezifischeWärmekapazität = 449<ref name="Harry H. Binder" />
| ElektrischeLeitfähigkeit = 10 · 10<sup>6</sup><ref>{{Literatur |Autor=Jan Hoinkis |Titel=Chemie für Ingenieure |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2015 |ISBN=978-3-527-68456-4 |Seiten=162}}</ref>
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = <!-- [[Raumtemperatur]] -->
| Wärmeleitfähigkeit = 80
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K = 
<!--- Chemisch --->
| Oxidationszustände = 2, '''3''', 4, 5, 6
| Normalpotential = −0,44 V (Fe<sup>2+</sup> + 2&nbsp;e<sup>−</sup> → Fe)
| Elektronegativität = 1,83
| Quelle GHS-Kz     = <ref name="GESTIS" /><ref>Dieses Element in massiver Form ist nach GESTIS, Abschnitt „Chemische Eigenschaften“ nicht als Gefahrstoff eingestuft.</ref>
| GHS-Piktogramme   = massive Form {{GHS-Piktogramme|-}}
[[#Gefahrstoffkennzeichnung|weitere Gefahren]]
| GHS-Signalwort    = 
| H               = {{H-Sätze|-}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P        = <!--keine P-Sätze für das Bulk-Material -->
| Radioaktiv      = 
<!--- Isotope --->
| Isotope = 
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen=1
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 52
| NH = 0
| Halbwertszeit = 8,275 [[Stunde|h]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 2,372
| Zerfallstyp1ZP = [[Mangan|<sup>52</sup>Mn]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen=1
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 53
| NH = 0
| Halbwertszeit = 8,51 [[Minute|min]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 3,743
| Zerfallstyp1ZP = [[Mangan|<sup>53</sup>Mn]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 54
| NH = 5,8
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Massenzahl = 55
| Symbol = Fe
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,737 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Elektroneneinfang|ε]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,231<ref>{{Literatur |Autor=S. L. Keshava, K. Gopala, P. Venkataramaiah |Titel=Decay energy of 55Fe from its inner bremsstrahlung spectrum |Sammelwerk=[[Pramāna – Journal of Physics|Pramana]] |Band=56 |Nummer=6 |Datum=2001 |Seiten=735–744 |DOI=10.1007/s12043-001-0074-0}}</ref>
| Zerfallstyp1ZP = [[Mangan|<sup>55</sup>Mn]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 56
| NH = 91,72
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 57
| NH = 2,2
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Symbol = Fe
| Massenzahl = 58
| NH = 0,28
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Massenzahl = 59
| Symbol = Fe
| NH = 0
| Halbwertszeit = 44,495 [[Tag|d]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 1,565
| Zerfallstyp1ZP = [[Cobalt|<sup>59</sup>Co]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| Massenzahl = 60
| Symbol = Fe
| NH = 0
| Halbwertszeit = 2,62 · 10<sup>6</sup> [[Jahr|a]]<ref name="rugel">G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich, M. Wohlmuther: ''New Measurement of the <sup>60</sup>Fe Half-Life.'' In: ''[[Physical Review Letters]].'' 103, 2009, S.&nbsp;072502, [[doi:10.1103/PhysRevLett.103.072502]].</ref>
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 3,978
| Zerfallstyp1ZP = [[Cobalt|<sup>60</sup>Co]]
}}
| NMREigenschaften= 
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Fe
| Massenzahl_1 = 57
| Kernspin_1 = 1/2
| Gamma_1 = {{0}}+0,86806 · 10<sup>7</sup><ref name="Graham A. Webb">{{Literatur |Autor=Graham A. Webb |Titel=Annual Reports on NMR Spectroscopy |Verlag=Elsevier Science |Datum=2022 |ISBN=978-0-323-98874-2 |Seiten=188 |Online={{Google Buch |BuchID=y3qAEAAAQBAJ |Seite=188}}}}</ref>
| Empfindlichkeit_1 = 3,4 · 10<sup>−5</sup>
| Larmorfrequenz_1 = {{0}}6,493
}}
}}

'''Eisen''' ist ein [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol|Symbol]] '''Fe''' (für {{laS|ferrum|de=Eisen}}) und der [[Ordnungszahl]] 26. Es gehört zu den [[Übergangsmetalle]]n, die im [[Periodensystem]] die 8. Nebengruppe ([[Eisen-Platin-Gruppe]]), nach der neuen [[IUPAC]]&shy;-Zählung die Gruppe 8 ([[Eisengruppe]]) bilden. Eisen ist, auf den [[Massenanteil]] ([[Parts per million#Mischungsverhältnisse|ppmw]]) bezogen, nach [[Sauerstoff]], [[Silicium]] und [[Aluminium]] das [[Liste der Häufigkeiten chemischer Elemente#Häufigkeiten auf der Erde|vierthäufigste Element]] in der [[Erdkruste]] und nach Aluminium das häufigste [[Metalle|Metall]].

Auf der Erde kommt es zumeist in verschiedenen [[Erz]]en und Eisenmineralien, aber auch in Form von [[Legierung]]en in [[Eisenmeteorit]]en vor. Aus diesen wurden schon vor der eigentlichen [[Eisenzeit]], teilweise schon 3000 Jahre vor unserer Zeitrechnung, [[Kult]]gegenstände, [[Werkzeug]]e oder [[Waffe]]n hergestellt. Es werden vor allem die Eisenerze [[Magnetit]], [[Hämatit]] und [[Siderit]] abgebaut.

Chemisch reines Eisen ist ein silberweißes, verhältnismäßig weiches, dehnbares und ziemlich [[Chemische Reaktion|reaktionsfreudiges]] Metall. Es wird als [[Ferromagnetismus|ferromagnetisches]] Material von Magneten angezogen und kann eigene Magnetfelder ausbilden. Reines Eisen wird in der Praxis relativ selten verwendet, aber es geht mit etwa 80 anderen Elementen Legierungen ein, deren wichtigste [[Stahl]] und [[Gusseisen]] sind. Diese besitzen für viele [[Industrie]]zweige wie die [[Automobilindustrie]], den [[Maschinenbau]], das Bau- und Transportwesen und die [[Energieerzeugung]] eine unersetzliche [[Wirtschaftlichkeit|wirtschaftlich]]e und [[technisch]]e Bedeutung.

Eisen ist ein [[Essentieller Stoff|essentielles Spurenelement]] für fast alle Lebewesen. Bei Tieren ist es ein Bestandteil des Blutes in Form von [[Hämoglobin]] in den roten [[Blutkörperchen]] und auch für die Bildung von [[Protein]]en und [[Enzym]]en von Bedeutung.

== Begriffsverwendung und Wortherkunft ==
Neben dem chemischen Element als Reineisen wurden früher die praktisch viel bedeutsameren [[Eisenlegierung]]en meist als „Eisen“ bezeichnet (z.&nbsp;B. [[Schmiedeeisen]]). Im 20. Jahrhundert setzte sich für schmiedbare Eisenlegierungen mit einem [[Kohlenstoff]]anteil unter 2&nbsp;Massenprozent die Bezeichnung „Stahl“ durch. Bei größerem Kohlenstoffanteil gilt weiterhin die Bezeichnung „Gusseisen“.

Bis in das 21. Jahrhundert wurde von Sprachwissenschaftlern (wie zum Beispiel [[Rudolf Thurneysen]] oder [[Stefan Schumacher (Sprachforscher)|Stefan Schumacher]]<ref name="academia.edu" />) angenommen, das keltische und germanische Wort für Eisen ([[Keltische Sprachen|keltisch]] *''isarnon'', [[Germanische Sprachen|germanisch]] *''isarna'') sei aus dem [[Illyrische Sprache|Illyrischen]] [[Entlehnung|entlehnt]] worden. Auch wurde wegen des Gegensatzes zur weicheren [[Bronze]] eine Verwandtschaft von *''isarnon'' zu [[latein]]isch ''ira'' „Zorn, Heftigkeit“ vertreten.<ref>[[Julius Pokorny]]: ''Herkunft und Etymologie des Wortes Eisen.'' In: ''[[Historische Sprachforschung|Zeitschrift für vergleichende Sprachforschung]].'' Band 46, 1914, S. 128–150.</ref> Das [[Neuhochdeutsche Sprache|neuhochdeutsche]] Wort ''Eisen'' (von [[Mittelhochdeutsche Sprache|mittelhochdeutsch]] ''īsen'', und zu ''īsīn'' „eisern“) wird über [[Althochdeutsche Sprache|althochdeutsch]] ''īsa(r)n'', aus [[Urgermanische Sprache|urgermanisch]] *''īsarnan'' oder *''eisarna-'',<ref name="academia.edu">[https://www.academia.edu/7968734/Das_Wort_f%C3%BCr_Eisen_im_Keltischen_und_Germanischen_und_die_indogermanischen_erno_Bildungen Das Wort für 'Eisen' im Keltischen und Germanischen und die indogermanischen -erno-Bildungen | Jón Axel Harðarson], Academia.edu, aus ''Das Nomen im Indogermanischen'', ISBN 978-3-95490-025-1, abgerufen am 28. Dezember 2022.</ref> und dieses aus [[Gallische Sprache|gallisch]] *''īsarnon'' hergeleitet.<ref name="Friedrich Kluge">{{Literatur |Autor=Friedrich Kluge |Titel=Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache |Auflage=25. |Verlag=De Gruyter |Datum=2012 |ISBN=978-3-11-022365-1 |Seiten=173 |Online={{Google Buch |BuchID=6FSSDwAAQBAJ |Seite=237}}}}</ref> *''isarnan'' und ''isarnon'' setzen sich außer im deutschen ''Eisen'' auch in den übrigen germanischen Sprachen ([[Englische Sprache|englisch]] ''iron'', [[Nordfriesische Sprache|nordfriesisch]] ''joorn'', [[Westfriesische Sprache|westfriesisch]] ''izer'', [[Niederländische Sprache|niederländisch]] ''IJzer'') sowie in keltischen Sprachen fort ([[Bretonische Sprache|bretonisch]] ''houarn'', [[Walisische Sprache|kymr]]. ''haearn'', [[Irische Sprache|irisches]] und [[Schottisches Englisch|schottisches]] Gälisch ''iarann'', [[Manx (Sprache)|Manx]] ''yiarn''). Deswegen werden seit Ende des 20. Jahrhunderts auch andere Entlehnungswege als möglich angenommen.<ref name="Heinrich Beck">{{Literatur |Autor=Heinrich Beck, Johannes Hoops |Titel=Reallexikon der Germanischen Altertumskunde |Verlag=W. de Gruyter |Datum=1989 |ISBN=3-11-011445-3 |Seiten=59 |Online={{Google Buch |BuchID=3QmORVr1IfMC |Seite=59}}}}</ref><ref name="academia.edu" />

== Geschichte ==
Die ältere Kulturperiode der [[Bronzezeit]] ging nur sehr allmählich in die jüngere [[Eisenzeit]] über. Bei manchen Völkern, etwa jenen im Gebiet des heutigen Indiens, denen leicht verhüttbare Eisenerze zur Verfügung standen, ist eine zeitliche Trennung kaum vorhanden.<ref name="Jochen Stark, Bernd Wicht">{{Literatur |Autor=Jochen Stark, Bernd Wicht |Titel=Geschichte der Baustoffe |Verlag=Vieweg Teubner Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-322-92892-4 |Seiten=106 |Online={{Google Buch |BuchID=75PNBgAAQBAJ |Seite=106}}}}</ref> Archäologen und Wissenschaftler für [[Technikgeschichte]] nehmen an, dass sich die [[Metallurgie]] von Eisen nur langsam gegen Bronze durchsetzte. So sind die als Nebenprodukt der Kupfer- und Bronzeherstellung in einfachen [[Rennofen|Rennöfen]] zufällig entstehenden Eisenschlacken durch den hohen Kohlenstoff- und Schwefelanteil [[Sprödigkeit|spröde]]. Das direkt in solchen Öfen aus Eisenerzen ab etwa 2000 v.&nbsp;Chr. erzeugte Eisen ist recht weich, rostet leicht und ist damit [[Zinnbronze]] in den [[Stoffeigenschaft|Eigenschaften]] unterlegen. Die Vorteile des Eisens gegenüber der Bronze lagen vor allem in der einfacheren Verarbeitung, weil nur ein Rohstoff benötigt wird. Erst mit der Verbreitung des [[Aufkohlen]]s zum Stahl (zum Beispiel um 1000 v.&nbsp;Chr. auf [[Zypern]]) wurde es zum überlegenen Werkstoff.<ref name="Florian Neukirchen" /><ref name="H. Moesta">{{Literatur |Autor=H. Moesta |Titel=Erze und Metalle |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=2013 |ISBN=978-3-540-16561-3 |Seiten=152 |Online={{Google Buch |BuchID=3AWoBgAAQBAJ |Seite=8}}}}</ref> Belege für die Nutzung von Eisen in den verschiedenen Kulturen durch archäologische Funde sind gegenüber den Funden von [[Bronze]] relativ selten. Zum einen wurde Eisen in den ältesten Perioden der Geschichte nur in geringem Umfang genutzt, zum anderen neigt Eisen an feuchter Luft, im Wasser und in der nassen Erde zur [[Korrosion]], wodurch viele Gegenstände nicht erhalten blieben oder stark korrodierte Werkzeuge häufig wieder eingeschmolzen wurden. Nur besondere Umstände oder große Abmessungen des Gegenstandes verhinderten den Verlust solcher Stücke, so dass aus der Bronzezeit nur etwa 150 Eisenartefakte erhalten geblieben sind.<ref name="Florian Neukirchen">{{Literatur |Autor=Florian Neukirchen |Titel=Von der Kupfersteinzeit zu den Seltenen Erden – Eine kurze Geschichte der Metalle |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-49347-2 |Seiten=65 |Online={{Google Buch |BuchID=M6DtCwAAQBAJ |Seite=65}}}}</ref><ref name="Vagn Fabritius Buchwald">{{Literatur |Autor=Vagn Fabritius Buchwald |Titel=Iron and Steel in Ancient Times |Verlag=The Royal danish academy of sciences and letters |Datum=2005 |ISBN=87-7304-308-7 |Seiten=72 |Online={{Google Buch |BuchID=c947L8YJerUC |Seite=72}}}}</ref>

=== Früheste Nutzung von Meteoriteneisen ===
[[Datei:Kairo Museum Eisendolch Tutanchamun 01.jpg|mini|[[Ägyptisches Museum (Kairo)|Kairo Museum]]: Dolch aus Meteoreisen aus dem Grab Tutanchamuns († 1323 v. Chr.), Knauf aus Bergkristall, geborgen 1925<ref>[[Howard Carter]] mit Arthur C. Mace: ''Tut-ench-Amun, ein ägyptisches Königsgrab, entdeckt von Earl of Carnarvon und Howard Carter '' Brockhaus, Leipzig, 1933. Band 2 S. 182 185 und 194 (sw. Fotos).</ref>]]
Bevor Menschen in diversen Kulturkreisen lernten, Eisen aus [[Erz]] zu gewinnen, nutzten sie das bereits vor der eigentlichen „[[Eisenzeit]]“ bekannte und an seinem spezifischen [[Nickel]]gehalt von etwa 5 bis 18 % erkennbare [[Eisenmeteorit#Kulturgeschichte|Meteoreisen]] oder ''Meteoriteneisen''. Wegen seiner Seltenheit war dieses „Himmelseisen“ ([[Ägyptische Hieroglyphen|altägyptisch]]: bj-n-pt = „Eisen des Himmels“<ref name="Johannsen1953-6">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=6}}</ref>) wertvoll und wurde vorwiegend zu Kultgegenständen und Schmuck verarbeitet. So wurden im [[Altes Ägypten|Alten Ägypten]] in zwei Gräbern aus [[Prädynastik|vordynastischer Zeit]] Schmuckperlen aus Meteoreisen mit einem Nickelgehalt von etwa 7,5 % gefunden,<ref name="Johannsen1953-38">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=38}}</ref> die auf etwa 3200 v. Chr. datiert sind.<ref>Thilo Rehren, Tamas Belgya, Albert Jambon, György Káli, Zs Kasztovszky, Zoltan Kis, Imre Kovács, Boglarka Maróti, Marcos Martinon-Torres, Gianluca Miniaci, Vincent Pigott, Miljana Radivojević, L. Rosta, László Szentmiklósi, Z. Szőkefalvi-Nagy: ''5,000 years old Egyptian iron beads made from hammered meteoritic iron.'' In: ''Journal of Archaeological Science.'' Band 40, 2013, S. 4785–4792. [[doi:10.1016/j.jas.2013.06.002]].</ref> Ebenso konnte die schon früh geäußerte Vermutung bestätigt werden, dass ein als Grabbeigabe bei der Mumie des Pharao [[Tutanchamun]] gefundener Dolch von etwa 1350 v. Chr. aus Meteoreisen gefertigt worden war.<ref name="Meteoritics & Planetary Science">{{Literatur |Autor=Daniela Comelli, Massimo D’orazio, Luigi Folco, Mahmud El-Halwagy, Tommaso Frizzi, Roberto Alberti, Valentina Capogrosso, Abdelrazek Elnaggar, Hala Hassan, Austin Nevin, Franco Porcelli, Mohamed G. Rashed, Gianluca Valentini |Titel=The meteoritic origin of Tutankhamun’s iron dagger blade |Sammelwerk=Meteoritics & Planetary Science |Band=51 |Nummer=7 |Datum=2016-07 |Seiten=1301–1309 |DOI=10.1111/maps.12664}}</ref> Die ältesten bekannten Funde aus Meteoreisen stammen aus [[Mesopotamien]], das von den dort lebenden [[Sumerer]]n als ''urudu-an-bar'' (=&nbsp;„Kupfer des Himmels“) bezeichnet wurde. Unter anderem wurde in der [[Ur (Stadt)|Stadt Ur]] ein Dolch mit einer Klinge aus Meteoreisen (10,8 % Nickel) und goldbelegtem Griff entdeckt, dessen Herstellung auf eine Zeit um 3100&nbsp;v.&nbsp;Chr. datiert ist.<ref name="Johannsen1953-40">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=40}}</ref>

=== Eisenerzeugung aus Erz ===
Zu den Anfängen der Eisenverhüttung siehe
{{Hauptartikel|Hochofen}}

==== Mittelmeerraum und Kleinasien ====
Die Nutzung von nickelfreiem (also terrestrischem) Eisen muss in Mesopotamien ebenfalls schon früh erfolgt sein. Als Beleg dafür dient ein nickelfreier Eisendolch mit Bronzegriff aus der Zeit zwischen 3000 und 2700&nbsp;v.&nbsp;Chr., der in den Ruinen von [[Ešnunna]] bei Tell Asmar im heutigen Irak gefunden wurde.<ref name="Johannsen1953-40" /> Aus den Aufzeichnungen der [[Hethiter]] im Archiv von [[Boğazkale]] (ehemals ''Boğazköy'') in Zentralanatolien geht hervor, dass Eisen bereits zur Zeit von König [[Anitta]] (etwa 1800&nbsp;v.&nbsp;Chr.) bekannt war und die Verhüttung von Eisen mindestens seit etwa 1300&nbsp;v.&nbsp;Chr. erfolgte.<ref name="Johannsen1953-44">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=44}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Jörg Klinger, J. David Hawkins |Titel=Herrscherinschriften und andere Dokumente zur politischen Geschichte des Hethiterreiches |Verlag=Gütersloher Verlagshaus |Datum=2005 |ISBN=3-641-21988-4 |DOI=10.14315/9783641219888-006/html}}</ref> Zwischen 1600 und 1200 v. Chr. spielte die Eisentechnologie des Hethitischen Reiches eine Pionierrolle und gilt als ein wichtiger Faktor für dessen Aufstieg.<ref>Friedrich Cornelius: ''Grundzüge der Geschichte der Hethiter'' 5. Auflage, WBG (Wissenschaftliche Buchgesellschaft), 1992, 382 S., ISBN 978-3-534-06190-7.</ref><ref>{{Literatur |Autor=Ünsal Yalcin |Titel=Zum Eisen der Hethiter |Sammelwerk=Das Schiff von Uluburun |Datum=2005 |Online=[https://www.academia.edu/2896414/Zum_Eisen_der_Hethiter academia.edu]}}</ref><ref name="Florian Neukirchen" /> Die Hethiter stellten aus dem Eisen, das anfänglich mit bis zum achtfachen Gewicht in Gold aufgewogen wurde,<ref name="Burney" /> zunächst vorwiegend Schmuck her.<ref>Richard A. Gabriel: ''The Great Armies of Antiquity''. Greenwood Publishing Group, 2002, ISBN 0-275-97809-5, S.&nbsp;75.</ref> In der späten Hethiterzeit war Eisen schon so weit verbreitet, dass es in Inventarlisten nicht mehr mit den Edelmetallen, sondern zusammen mit Kupfer geführt wurde. Einzelstücke aus terrestrischem Eisen aus der Mittleren und Späten Bronzezeit fanden sich aber nicht nur bei den Hethitern, sondern auch in Griechenland und Zypern, in Jordanien, Libanon, Israel und Ägypten.<ref name="Florian Neukirchen" /> Ab 1200 v. Chr. wurde in der [[Levante]] [[Stahl]] produziert, also Eisen mit erhöhtem Kohlenstoffanteil.<ref name="Burney">Charles Burney: ''Historical Dictionary of the Hittites. Historical Dictionaries of Ancient Civilizations and Historical Eras.'' Scarecrow Press, 2004, ISBN 0-8108-6564-5, S.&nbsp;135–136.</ref>

Der Beginn der Eisenzeit wird für den [[Naher Osten|Nahen Osten]] im Allgemeinen auf das Jahr 1200 v.&nbsp;Chr. festgesetzt – nicht weil Eisen ab diesem Zeitpunkt eine nennenswerte Rolle spielte, sondern weil innerhalb kürzester Zeit die Kulturen der Bronzezeit kollabierten. Die ersten Jahrhunderte der Eisenzeit sind in dieser Region ein „[[Dunkle Jahrhunderte (Antike)|dunkles Zeitalter]]“, in dem viele Städte zerstört wurden, der [[Fernhandel]] zusammenbrach und die Metallproduktion nahezu zum Erliegen kam. Erst ab etwa 700 v.&nbsp;Chr., als sich die Kulturen wieder vom Zusammenbruch zu erholen begannen, kam Eisen wieder häufiger zum Einsatz. Seit 1200 v. Chr. ist in dieser Region der nach der Stadt Damaskus benannte [[Damaszener Stahl]] oder Schmelzdamast bekannt, der einen sehr hohen Kohlenstoffgehalt von etwa 1,5 % und beim Polieren ein charakteristisches Muster aufweist. Dieser Werkstoff ist jedoch nicht nur im Nahen Osten, sondern bereits früher in anderen Regionen bekannt, so zum Beispiel in Südindien, wo er spätestens seit 300&nbsp;v.&nbsp;Chr. hergestellt wird.<ref name="Florian Neukirchen" />

Im alten Ägypten ist die Verhüttung von Eisen erst seit dem 6. Jahrhundert v. Chr. nachgewiesen. Gleichwohl wurde bereits im [[Altes Reich|Alten Reich]] Meteoriteneisen vor allem zur Herstellung von Amuletten und Modellwerkzeugen für das [[Mundöffnungsritual]] verwendet.<ref>[[Wolfgang Helck]]: ''Eisen.'' In: Wolfgang Helck, Eberhard Otto (Hrsg.): ''Lexikon der Ägyptologie.'' Band 1, Harrassowitz, Wiesbaden 1975, Spalte 1209–1210.</ref> Ein Eisenfund in einem Grab bei [[Abydos (Ägypten)|Abydos]] aus der [[Altes Reich#6. Dynastie|6. Dynastie]] (2347–2216&nbsp;v.&nbsp;Chr.) ließ sich zwar als nickelfrei und damit terrestrischen Ursprungs bestimmen; sein früherer Verwendungszweck konnte jedoch nicht ermittelt werden, da das Stück völlig verrostet war.<ref name="Johannsen1953-38" /> Ein 1837 in den Fugen der [[Cheops-Pyramide]] gefundenes Eisenmesser, das zunächst in die 4. Dynastie datiert wurde,<ref>Howard Vyse: ''Operations carried on at the Pyramids of Gizeh in 1837.'' Band 1, Fraser, London 1840, S.&nbsp;275–276.</ref> erwies sich hingegen als modernes Stück.<ref>Alfred Lucas, John R. Lucas: ''Ancient Egyptian Materials and Industries.'' 4. Auflage. Arnold, London 1962, S.&nbsp;237.</ref>

Die [[Chalybes|Chalyber]] zählten zu den Völkern des Mittelmeerraums und Kleinasiens, die gute Kenntnisse über die Nutzung des Eisens als Hüttenwerkstoff gewonnen hatten. Ihr Name lebte in dem griechischen Wort für Stahl (''chalybs'') weiter, im Gegensatz zum gewöhnlichen Eisen (''sideros'').<ref name="Eisenhüttenwesen1970-5">Verein Deutscher Eisenhüttenleute: ''Gemeinfassliche Darstellung des Eisenhüttenwesens.'' 17. Auflage. Stahleisen, Düsseldorf 1970/71, S.&nbsp;5.</ref> Früheste Spuren von Eisenverhüttung auf griechischem Gebiet fanden sich in Form von Eisenschlacke aus der Zeit um 2000&nbsp;v.&nbsp;Chr. in [[Agia Triada (Kreta)|Agia Triada]] auf Kreta.<ref name="Johannsen1953-45">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=45}}</ref>

In [[Gerar]] (Palästina) war die Eisenverhüttung etwa ab 1000&nbsp;v.&nbsp;Chr. bekannt (belegt durch Eisenschmelzöfen und örtlich hergestellte Ackerbaugeräte<ref name="Eisenhüttenwesen1970-5" />).

==== Europa ====
[[Datei:Krafla - Schwefelfeld 4.jpg|mini|Eisenausfällungen (rötlich), neben Schwefelausfällungen (gelblich) und Kalkausfällungen (weißlich) am [[Krafla]]-Vulkan, Island]]
Zu den ältesten europäischen Stücken gehören die eisernen Zelte und Speere, die Graf [[Giovanni Gozzadini|Gozzadini]] 1853 in [[Etrusker|etruskischen]] Gräbern bei [[Bologna]] entdeckt hat. Sie stammen aus dem 9. bis 10. Jahrhundert vor Christus.<ref name="Sophus Müller">{{Literatur |Autor=Sophus Müller |Titel=Eisenzeit |Verlag=Walter de Gruyter GmbH & Co KG |Datum=2019 |ISBN=978-3-11-144101-6 |Seiten=9 |Online={{Google Buch |BuchID=IR2bDwAAQBAJ |Seite=9}}}}</ref> In Mitteleuropa allgemein wird die vorrömische Eisenzeit üblicherweise in [[Hallstattzeit]] (800–450 v.&nbsp;Chr.) und [[Latènezeit]] (ab 450 v.&nbsp;Chr.) unterteilt, wobei erste Eisenobjekte in der späten Bronzezeit aufgetaucht waren.<ref name="Florian Neukirchen" />

Einer der ältesten bekannten Eisenfunde in Deutschland ist ein eiserner [[Niet]] als Verbindung zwischen bronzener Lanzenspitze und hölzernem Schaft, der in [[Groß Pankow (Prignitz)|Helle]] (Ostprignitz) gefunden wurde und etwa aus der Zeit um 800&nbsp;v.&nbsp;Chr. stammt.<ref name="Eisenhüttenwesen1970-5" /> Im deutschsprachigen Raum markiert die erst etwa 300 Jahre später im gesamten keltischen Kulturkreis beginnende Latène-Zeit eine erste Hochkultur mit zahlreichen Eisenverhüttungsplätzen und Eisenfunden (zum Beispiel im [[Bergbau im Siegerland|Siegerland]] und in [[Teltow (Landschaft)|Teltow]]).<ref name="Florian Neukirchen" /><ref name="Legenden">{{Literatur |Autor=Legenden |Titel=2000 Jahre Varusschlacht Geschichte – Archäologie – Legenden |Verlag=Walter de Gruyter |Datum=2012 |ISBN=978-3-11-028251-1 |Seiten=154 |Online={{Google Buch |BuchID=E5NlTrjl73IC |Seite=154}}}}</ref> In Norddeutschland blieben in der Hallstattzeit die bronzezeitlichen Kulturen bestehen. Südlich der Alpen gab es hingegen mit den Etruskern eine Hochkultur, die große Mengen an Bronze und Eisen herstellte und deren Produkte bis nach Mitteleuropa kamen. Sie bauten unter anderem einen [[Skarn|Eisenskarn]] auf [[Elba]] ab.<ref name="Florian Neukirchen" />

Vom frühen zweiten Jahrtausend vor Christus bis ins 18. Jahrhundert waren [[Rennofen|Rennöfen]] beziehungsweise Rennwerke mit angeschlossenen Schmieden in Europa weit verbreitet. Dies waren einfache, häufig in den Boden eingelassene, mit Holzkohle betriebene Herde von einigen Dezimetern Durchmesser und ebensolcher Höhe. Flüssiges Roheisen entstand mit diesem Verfahren nicht, da ein Rennofen nur Temperaturen zwischen 1000 und 1200&nbsp;°C erreichen konnte, der Schmelzpunkt von reinem Eisen jedoch bei 1538&nbsp;°C liegt (Schmelzpunkt von reinem [[Zementit]], Fe<sub>3</sub>C: 1250&nbsp;°C). Die Rennöfen waren bis ins späte [[Mittelalter]] die einzige Methode, um schmiedbares Eisen herzustellen. Bereits in der Zeit um die Geburt Christi erreichte die Eisenproduktion teilweise industrielle Ausmaße. So wird zum Beispiel die Gesamtzahl an Öfen für die in mehreren Zentren im [[Weichsel]]bogen errichteten Eisenhütten auf eine Größenordnung von 100.000 bis 200.000 geschätzt. Das Gebiet erstreckt sich von wenigen Kilometern westlich von [[Warschau]] bis in das Bergland östlich von [[Kielce]]. Eine systematische Erforschung des Gebietes ergab, dass die Eisenherstellung zwischen 150 vor und 150 nach Christus ihre höchste Betriebsintensität gehabt haben muss. In [[Katalonien]] wurden ab dem 8. Jahrhundert und im [[Hochmittelalter]] in vielen Gegenden von Mitteleuropa zunehmend Rennöfen an Wasserläufen gebaut, da sie von Wasserrädern betriebene Blasebälge nutzten, um die Glut mit Sauerstoff zu versorgen. Diese weiterentwickelten und größeren Öfen wurden „[[Stückofen|Stücköfen]]“ oder „Wolfsöfen“ genannt. Sie erreichten deutlich höhere Temperaturen, die in einem Teil des Ofens den Schmelzpunkt von Eisen überschreiten konnten. Ab diesem Zeitpunkt erlaubte das „[[Frischen]]“ eine Verringerung des Kohlenstoffgehalts im Roh- oder Gusseisen.<ref name="H. Moesta" /><ref name="Florian Neukirchen" /> Die frühesten Gusseisenstücke aus ersten einfachen Hochöfen wurden in [[Schweden]] ([[Lapphyttan]] und [[Vinarhyttan]]) entdeckt und auf 1150 bis 1300 datiert.<ref>Erik Myrstener, William Lidberg, Ulf Segerström, Harald Biester, David Damell, Richard Bindler: ''Was Moshyttan the earliest iron blast furnace in Sweden? The sediment record as an archeological toolbox.'' In: ''Journal of Archaeological Science: Reports.'' Band 5, 2016, S. 35–44. [[doi:10.1016/j.jasrep.2015.10.040]].</ref> Die ab dem 13. Jahrhundert eingesetzten [[Floßofen|Floßöfen]] erlaubten ein kontinuierliches Schmelzen.<ref name="Norbert Welsch">{{Literatur |Autor=Norbert Welsch, Jürgen Schwab, Claus Liebmann |Titel=Materie |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=2013 |Seiten=255 |Online={{Google Buch |BuchID=LzUpBAAAQBAJ |Seite=255}}}}</ref> Mit der gegossenen [[Kanonenkugel]] (ab 1400<ref name="Hans Berns, Werner Theisen -1">{{Literatur |Autor=Hans Berns, Werner Theisen |Titel=Eisenwerkstoffe – Stahl und Gusseisen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2008 |ISBN=978-3-540-79957-3 |Seiten=396 |Online={{Google Buch |BuchID=u30hBAAAQBAJ |Seite=396}}}}</ref>) verbreitete sich die Gusseisenverarbeitung so schnell wie die Feldzüge über ganz Europa.

Da die schwindenden Wälder in Europa den wachsenden Bedarf an Holzkohle für die Eisenerzeugung nicht mehr decken konnten, wurde nach Alternativen gesucht. Als Erstem gelang 1709 [[Abraham Darby I|Abraham Darby]] in Großbritannien der Einsatz von [[Kohle]] (genauer dem Kohleprodukt [[Koks]]) als Alternative. In Deutschland wurde erst 1796 ein rein auf Koks ausgelegter Hochofen in Betrieb genommen.<ref name="Klaus Urban">{{Literatur |Autor=Klaus Urban |Titel=Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Ein Ritt auf der Rasierklinge |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2015 |ISBN=978-3-662-46237-9 |Seiten=28 |Online={{Google Buch |BuchID=i9zHCgAAQBAJ |Seite=28}}}}</ref><ref name="Berg und hüttenmännische Zeitung">Berg- und hüttenmännische Zeitung: N.F. 50. (1896). Deutschland: Felix. {{Google Buch |BuchID=_W4X1b00fP4C |Seite=379}}.</ref> Diese Umstellung, zusammen mit der Erfindung der Dampfmaschine, gilt als Beginn der [[Industrielle Revolution|industriellen Revolution]]. Die Hüttenwerke produzierten [[Gusseisen]] und [[Schmiedeeisen]]. Mit der Einführung des [[Puddelverfahren]]s um 1784 konnte die bisher übliche Holzkohle durch die günstigere Steinkohle ersetzt werden.<ref name="Florian Neukirchen" />

==== Eisennutzung und Funde außerhalb Europas und Kleinasiens ====
[[Datei:QtubIronPillar.JPG|mini|Die mindestens 1600 Jahre alte, nicht rostende [[Eiserne Säule]] in [[Delhi]] (Indien)]]
In Afrika gab es eine sehr alte Tradition der Eisenproduktion, die vor etwa 3000 Jahren begann. Die afrikanischen Metallurgen waren sehr experimentierfreudig und innovativ; die Konstruktionsweisen und Formen der Öfen weisen eine Vielfalt auf, die auf anderen Kontinenten nicht zu finden ist. Bis auf wenige Ausnahmen – nämlich [[Mauretanien]] und Niger – gab es an den meisten Fundorten südlich der Sahara keine Kupfer- oder Bronzezeit, die der Eisenverhüttung vorausging: Auf das Neolithikum folgte
direkt die Eisenzeit. Den ältesten bekannten Schmelzofen in Afrika, der im [[Termit-Massiv]] im [[Niger]] entdeckt wurde, datierten Archäologen auf 800 v.&nbsp;Chr. Weitere Fundstätten für die Eisenverarbeitung wurden zum Beispiel in [[Walalde]] im [[Senegal]], in der Zentralafrikanischen Republik, in [[Ruanda]], in [[Taruga (Fundplatz)|Taruga]], der Region um [[Nsukka]] und am Nordrand des [[Mandara-Gebirge|Mandaragebirges]] im Grenzgebiet zwischen [[Nigeria]] und [[Kamerun]] entdeckt.<ref name="Florian Neukirchen" />

Ab dem 7. Jahrhundert v. Chr. war Eisen außer bei den Kulturen im Nahen Osten und Teilen Europas auch in vielen weiteren Regionen bekannt: so in Indien und Sri Lanka, in China, in Osteuropa bei den [[Skythen]] und südlich der Sahara in Afrika. [[Kolchis]] im heutigen westlichen Georgien war im 7. Jahrhundert ein wichtiger Eisenproduzent. Dort wurden etwa 400 Öfen gefunden, in denen Hämatit und Magnetit verhüttet wurden.<ref name="Florian Neukirchen" />

In China wurden die ersten Erfahrungen mit Eisen an Meteoriteneisen gewonnen. Erste archäologische Spuren von Schmiedeeisen aus dem 8. vorchristlichen Jahrhundert finden sich im Nordwesten nahe [[Xinjiang]]. Es wird vermutet, dass diese Produkte, die mit den Methoden des Nahen Ostens erstellt wurden, durch Handel nach China gelangt sind. Das änderte sich in der späten [[Zhou-Dynastie|Zhou-Zeit]] im 5. Jahrhundert v.&nbsp;Chr. mit einer massenhaften Produktion von Gusseisen in Hochöfen im [[Wu (Staat)|Staat Wu]], der im Südosten Chinas lag.<ref name="Florian Neukirchen" /><ref name="Mineralienatlas" /> Die Verhüttung von Eisen in Zentralchina ist mindestens seit der [[Han-Dynastie]] (206&nbsp;v.&nbsp;Chr. bis 222 n. Chr.) belegt.<ref name="Mineralienatlas">[[Mineralienatlas:Mineralienportrait/Eisen]].</ref> China entwickelte die Technologie kontinuierlich weiter und blieb ein sehr innovatives Zentrum der Metallurgie.<ref name="Florian Neukirchen" />

In den Gräbern von [[Turan (Region)|Turan]], einer Region, die sich über den Osten Irans, den Süden Afghanistans und den Südwesten Pakistans zog, fanden sich eiserne Gegenstände und größere Eisenlager in den Ruinen von [[Khorsabad]], welches 612 v.&nbsp;Chr.<ref>{{Literatur |Autor=Chad Brand, Charles W. Draper, Archie England |Titel=Holman Illustrated Bible Dictionary |Verlag=B&H Publishing Group |Datum=2015 |ISBN=978-0-8054-9935-3 |Seiten=162 |Online={{Google Buch |BuchID=jgxCDwAAQBAJ |Seite=162}}}}</ref> zerstört wurde. Entdeckt wurden von [[Victor Place]] Ringe und Kettenteile zusammen mit etwa 160.000&nbsp;kg Eisenbarren.<ref name="Bernhard Neumann">{{Literatur |Autor=Bernhard Neumann |Titel=Die Metalle |Verlag=Рипол Классик |Datum=1904 |ISBN=5-87731-632-X |Seiten=8 |Online={{Google Buch |BuchID=BKcPAwAAQBAJ |Seite=8}}}}</ref> [[Austen Henry Layard|Layard]] stieß bei seinen Ausgrabungen in [[Nimrud]] auf eiserne Waffen wie Helme, Speere und Dolche.<ref name="DOI10.2307/4199639">David Stronach: ''Metal Objects from the 1957 Excavations at Nimrud.'' In: ''Iraq.'' Band 20, 1958, S.&nbsp;169–181, [[doi:10.2307/4199639]].</ref> Berühmt ist die [[Eiserne Säule]] in Delhi, ein sieben Meter hoher schmiedeeiserner Pfeiler aus dem 4./5. Jahrhundert.<ref name="Richard Kieffer, Werner Hotop">{{Literatur |Autor=Richard Kieffer, Werner Hotop |Titel=Sintereisen und Sinterstahl |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-7091-3951-6 |Seiten=4 |Online={{Google Buch |BuchID=Sbx9BwAAQBAJ |Seite=4}}}}</ref>

In Australien und den umliegenden besiedelten Inseln Polynesiens war dagegen die Nutzung von Eisen bis zum Eintreffen europäischer Forscher unbekannt. Die ansonsten hohe Kultur der [[Inka]]s und [[Azteken]] in Mittel- und Südamerika verarbeitete ebenfalls Gold, Silber, Kupfer und Bronze in guter Qualität und mit großem Geschick, Eisen jedoch nur in geringen Mengen und nur aus Meteoreisen.<ref name="Johannsen1953-9–11">{{Literatur |Autor=Otto Johannsen |Titel=Geschichte des Eisens |Auflage=3. |Verlag=Stahleisen |Ort=Düsseldorf |Datum=1953 |ISBN=3-514-00002-6 |Seiten=9–11}}</ref> In Nordamerika wurde 1621 in North Carolina mit dem Bau der ersten Eisenhütte begonnen.<ref name="Hans Berns, Werner Theisen -1" />

=== Spätere Entwicklung ===
Die Mitte des 18. Jahrhunderts beginnende industrielle Revolution zog eine rasche Erfindung von Maschinen und deren Einsatz nach sich. Dadurch stieg nicht nur die Nachfrage nach Rohstoffen wie Eisen rapide, auch der Einsatz von Maschinen im Bergbau, in der Verhüttung und weiteren Bereichen nahm zu. Wenige Jahrzehnte später gab es die ersten Spinnmaschinen, Eisenbahnen und Schiffe aus Eisen. Noch Ende des 18. Jahrhunderts entstanden die ersten Brücken aus Gusseisen. Im 19. Jahrhundert wurde eine Reihe neuer Stahlherstellungs- und Verarbeitungsverfahren entwickelt und eingesetzt. 1810 wurde die [[Konservendose]] aus Blech patentiert. 1814 nahm Berzelius das Eisen als Ferrum in seine Atomgewichtstabelle mit auf. 1834 erfand in Clausthal [[Julius Albert]] das [[Drahtseil]], das Hanfseile und Eisenketten ersetzte. 1845 wurde im Saarland das erste Walzwerk zur Herstellung von Eisenbahnschienen in Betrieb genommen. Im Jahr 1855 wurden zur Stahlherstellung das Bessemer-, 1864 das Siemens-Martin- und 1879 das Thomas-Verfahren entwickelt. In London wurde für die erste Weltausstellung im Jahr 1851 der [[Crystal Palace (Gebäude)|Kristallpalast]] gebaut, ein riesiges Ausstellungsgebäude aus Gusseisen und Glas. 1859 produzierte [[Alfred Krupp]] erstmals Geschütze aus Stahl. Generell besitzen Firmen der Stahlindustrie, wie in Deutschland [[Friedrich Krupp AG|Krupp]], [[Thyssen AG|Thyssen]] und [[Gutehoffnungshütte]] (heute [[MAN]]), seit dieser Zeit eine große wirtschaftliche Bedeutung. Für die Weltausstellung 1889 in Paris wurde der [[Eiffelturm]] und für die Weltausstellung 1958 wurde mit dem [[Atomium]] die milliardenfache Vergrößerung der kristallinen Elementarzelle des Eisens errichtet.<ref name="mineralienatlas.de">Mineralienatlas Lexikon: [https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Mineralienportrait/Eisen Eisen], abgerufen am 5. Januar 2023.</ref><ref name="Florian Neukirchen" /><ref>J.&nbsp;C. Carr, W. Taplin: ''History of the British Steel Industry.'' Basil Blackwell, Oxford 1962, ISBN 978-0-631-07100-6, S.&nbsp;1: “…&nbsp;the industry’s growing demand for fuel had so depleted timber reserves … as to create a serious national problem.”</ref> Bereits 1912 erlangte Eisen im Gemisch mit anderen Metallen als [[Katalysator]] bei der Synthese von [[Ammoniak]] im [[Haber-Bosch-Verfahren]] eine große industrielle Bedeutung.<ref name="Detlev Forst">{{Literatur |Autor=Detlev Forst, Maximilian Kolb, Helmut Roßwag |Titel=Chemie für Ingenieure |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-00654-2 |Seiten=235 |Online={{Google Buch |BuchID=eyG0BgAAQBAJ |Seite=235}}}}</ref> Bei der 1921 entwickelten [[Fischer-Tropsch-Synthese]] von [[Kohlenwasserstoffe]]n aus [[Synthesegas]] spielen Eisenkatalysatoren eine wichtige Rolle.<ref name="FischerF1">Franz Fischer, Hans Tropsch: ''Über die Herstellung synthetischer Ölgemische (Synthol) durch Aufbau aus Kohlenoxyd und Wasserstoff.'' In: ''Brennstoff-Chem.'' 4, 1923, S.&nbsp;276–285.</ref><ref name="Franz Kainer">{{Literatur |Autor=Franz Kainer |Titel=Die Kohlenwasserstoff-Synthese nach Fischer-Tropsch |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=1950 |ISBN=3-642-49125-1 |Seiten=16 |Online={{Google Buch |BuchID=GP98BwAAQBAJ |Seite=16}}}}</ref> Bis 1925 stieg die jährliche Welterzeugung von Stahl auf rund 100 Millionen Tonnen und in den folgenden 50 Jahren auf rund 700 Millionen Tonnen.<ref name="Hans Berns, Werner Theisen -1" /> Nach 2010 überschritt sie den Wert von 1,5 Milliarden Tonnen.<ref name="usgs_2022_steel" /> In Deutschland betrug die Produktion von Rohstahl im Jahr 2020 etwa 35 Millionen Tonnen.<ref name="bmwk.de">Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: [https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Artikel/Branchenfokus/branchenfokus-stahl-und-metall-01.html BMWK – Stahlindustrie], abgerufen am 22. Januar 2023.</ref>

Der Preis für Stahl variiert je nach Art des Stahls und den Marktbedingungen (Angebot und Nachfrage) stark. So stieg der reale Preis im Ersten Weltkrieg von rund 300&nbsp;US$/t auf 941&nbsp;US$/t im Juli 1917 und fiel gegen Ende des Krieges auf etwa 450&nbsp;US$/t. Nach einem Anstieg durch die beiden Ölpreiskrisen in den 1970er Jahren sank der Preis um 1982 wieder auf dieses Niveau. Infolge einer steigenden Stahlnachfrage stieg der Preis in der Folgezeit wieder, erreichte 1990 etwa 600&nbsp;US$/t und im Juli 2008 einen Rekordwert von fast 1.280&nbsp;US$/t. Als Folge der Weltfinanzkrise und ihrer Auswirkungen in Europa sank der Preis im März 2009 erneut auf einen Wert unter 450&nbsp;US$/t, stieg jedoch schnell wieder auf über 720&nbsp;US$/t im Juli 2011.<ref>DERA Rohstoffinformationen 17: [https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DE/Gemeinsames/Produkte/Downloads/DERA_Rohstoffinformationen/rohstoffinformationen-17.pdf Ursachen von Preispeaks, -einbrüchen und -trends bei mineralischen Rohstoffen »Auftragsstudie« (PDF, 9 MB)] (2013), abgerufen am 23. Januar 2023.</ref> Nach einem Rückgang der Preise infolge der [[COVID-19-Pandemie]] stieg der Preis 2022 teilweise auf 1500&nbsp;US$/t.<ref>IKB: [https://www.ikb.de/MediaLibrary/32df7deb-afdc-4417-b9c6-8540076c3507/220705_Q3_Rohstoffinfo.pdf Information Rohstoffpreise], KW 27, 5. Juli 2022, abgerufen am 23. Januar 2023.</ref>

=== Eisenverbindungen ===
Neben Eisen selbst sind auch seine Verbindungen von historischer Bedeutung. Schwefelkies ([[Pyrit]] und [[Markasit]], [[Eisen(II)-disulfid]]) wurde zum Funkenschlagen in [[Steinzeit|steinzeitlichen]] [[Schlagfeuerzeug]]en verwendet, die in Europa vor etwa 40.000 Jahren aufkamen.<ref name="Johansson History 1983 p5">{{Literatur |Autor=Stig R. Johansson |Titel=On the History of Fire Tools and Matches |Verlag=Intermatch Sweden AB |Ort=Jönköping/Pyroteknikdagen |Datum=1983 |Seiten=5 |Sprache=en}}</ref> Natürliche [[Eisenoxidpigment]]e sind aufgrund ihrer Farbechtheit noch in Höhlenmalereien von 35.000 v. Chr. nachweisbar. Mit einer Weltjahresproduktion von über 500.000&nbsp;t an synthetischen und 100.000&nbsp;t an natürlichen Produkten in den 2010er Jahren stellen sie die mit Abstand wichtigste Gruppe der Buntpigmente dar. Sie sind preisgünstige anorganische Farbstoffe und finden breite Anwendung vor allem in Baustoffen und Beschichtungsmitteln.<ref name="Martin Bertau">{{Literatur |Autor=Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg, Karl Heinz Büchel, Hans-Heinrich Moretto, Dietmar Werner |Titel=Industrielle Anorganische Chemie |Verlag=Wiley |Datum=2013 |ISBN=978-3-527-64958-7 |Seiten=715 |Online={{Google Buch |BuchID=XZR4AAAAQBAJ |Seite=715}}}}</ref> Der Einsatz von Eisenpräparaten als Arzneistoff ist schon seit der Antike (zum Beispiel zur Heilung des [[Iphiklos (Sohn des Phylakos)|Iphiklos]]) beschrieben.<ref>{{Literatur |Autor=Claudia Preiser |Titel=Achilleus’ Heilmittel für Telephos in den "kyprien", in Euripides’ "telephos", bei Plinius und bei Apollodor |Sammelwerk=Rheinisches Museum für Philologie |Band=144 |Nummer=3/4 |Datum=2001 |Seiten=277–286 |JSTOR=41234501}}</ref><ref>Gesellschaft Deutscher Chemiker: [https://www.gdch.de/fileadmin/downloads/Service_und_Informationen/Presse_OEffentlichkeitsarbeit/Bilder/PSE-Jahr/Chemie_der_ElementeWeb.pdf Chemie der Elemente], Mai 2019, abgerufen am 6. Januar 2023.</ref> Neben Eisenoxidpigmenten hatten [[Eisenblaupigmente]] als [[Metallkomplex]]e eine wirtschaftliche Bedeutung. Diese weisen hohe Färbekraft und hohe Licht- und Wetterbeständigkeit auf und waren Bestandteil blauer Lacke und Anstrichfarben. [[Berliner Blau|Eisenblau]] wurde um 1700 in Berlin von [[Johann Jacob Diesbach]] als Niederschlag bei einer Fällungsreaktion beobachtet und von A. Milori im frühen 19. Jahrhundert industriell hergestellt. Pigmente dieser Gruppe gewannen rasch an Bedeutung, bevor sie diese ab etwa 1970 an [[Phthalocyanin-Blau]] verloren haben.<ref name="Ingo Klöckl">{{Literatur |Autor=Ingo Klöckl |Titel=Grundlagen, Pigmente und Farbmittel |Verlag=Walter de Gruyter GmbH & Co KG |Datum=2020 |ISBN=978-3-11-064915-4 |Seiten=276 |Online={{Google Buch |BuchID=3rztDwAAQBAJ |Seite=276}}}}</ref> Das erstmals 1752<ref name="Hugo Schwanert">{{Literatur |Autor=Hugo Schwanert |Titel=Lehrbuch der pharmaceutischen Chemie |Verlag=Schwetschke |Datum=1883 |Seiten=672 |Online={{Google Buch |BuchID=4BTnAAAAMAAJ |Seite=672}}}}</ref> von [[Pierre-Joseph Macquer]] aus Berliner Blau und [[Kalilauge]] hergestellte [[Kaliumhexacyanidoferrat(II)|gelbe Blutlaugensalz]] hatte bis zum Ende des 19. Jahrhunderts eine große wirtschaftliche Bedeutung.<ref name="Georg Schwedt">{{Literatur |Autor=Georg Schwedt |Titel=Faszinierende chemische Experimente |Verlag=Wiley |Datum=2019 |ISBN=978-3-527-82203-4 |Seiten=30 |Online={{Google Buch |BuchID=AnGqDwAAQBAJ |Seite=30}}}}</ref> Das 1851 entdeckte [[Eisenpentacarbonyl]] erlangte kurzfristig eine wichtige Rolle. Nachdem es sich als sehr wirksames Antiklopfmittel für Ottomotoren erwiesen hatte, baute BASF 1925 eine große Produktionsanlage. Als die Verbindung kurz darauf durch Bleialkyle als Antiklopfmittel ersetzt wurde, verlor sie an Bedeutung und wurde nur noch zur Herstellung von Eisenpulver zum Beispiel für die Pulvermetallurgie eingesetzt.<ref name="Ullmann">{{Literatur |Autor=Ernst Bartholomé |Titel=Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie: Dentalchemie bis Erdölverarbeitung |Verlag=Verlag Chemie |Datum=1975 |ISBN=3-527-20000-2 |Seiten=411 |Online={{Google Buch |BuchID=g69TAAAAIAAJ |Seite=411}}}}</ref> Das Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckte [[Ferrocen]] und seine Derivate wurden aufgrund ihrer Eigenschaften in der Grundlagenforschung untersucht und in der Katalyse, der Sensorik und der Medizin eingesetzt.<ref name="Gérard Jaouen, Nils Metzler-Nolte, Roger Alberto">{{Literatur |Autor=Gérard Jaouen, Nils Metzler-Nolte, Roger Alberto |Titel=Medicinal Organometallic Chemistry |Verlag=Springer |Datum=2010 |ISBN=978-3-642-13184-4 |Seiten=82 |Online={{Google Buch |BuchID=1Yrof5oZSuEC |Seite=82}}}}</ref>

== Vorkommen und Entstehung ==
[[Datei:Outcropping banded iron formation - panoramio.jpg|mini|links|[[Bändererz]] im McKinley Park in [[Minnesota]]]]
[[Datei:Roussillon sentier des ocres2.JPG|mini|Ockerfelsen in [[Roussillon (Vaucluse)|Roussillon]], Südfrankreich]]
[[Datei:Roteisenstein Wo P1010062 by H2OMy.jpg|mini|[[Hämatit]], Fundort ehemalige Grube „Ruremark“ bei [[Bad Endbach]] OT [[Wommelshausen]] im [[Lahn-Dill-Gebiet]]]]
Eisen steht in der Reihe der ''relativen [[Elementhäufigkeit]] bezogen auf Silicium'' im Universum mit 8,7&nbsp;·&nbsp;10<sup>5</sup> Atomen je 1&nbsp;·&nbsp;10<sup>6</sup> Siliciumatomen an 9.&nbsp;Stelle.<ref>Katharina Lodders: [https://arxiv.org/abs/1010.2746 ''Solar System Abundances of the Elements.''] In: ''Principles and Perspectives in Cosmochemistry.'' 2010, S. 379–417. Crossref. Web.</ref> Die [[Kernfusion|Fusion]] von Elementen in Sternen endet beim Eisen (genauer bei <sup>56</sup>Fe), da bei der Fusion höherer Elemente keine Energie mehr frei wird (siehe [[Nukleosynthese]]), die Elementisotope instabil sind oder kein einfacher Syntheseprozess existiert.<ref name="J. Theo Kloprogge">{{Literatur |Autor=J. Theo Kloprogge, Concepcion P. Ponce, Tom Loomis |Titel=The Periodic Table: Nature's Building Blocks |Verlag=Elsevier Science |Datum=2020 |ISBN=978-0-12-821538-8 |Seiten=351 |Online={{Google Buch |BuchID=hGa8DwAAQBAJ |Seite=351}}}}</ref> Eisen selbst entsteht vor allem beim [[Siliciumbrennen]] in schweren Sternen.<ref name="Karttunen">{{Literatur |Autor=Hannu Karttunen, Pekka Kröger, Heikki Oja, Markku Poutanen, Karl Johan Donner |Titel=Fundamental Astronomy |Auflage=5. |Verlag=Springer |Ort=Berlin / Heidelberg / New York |Datum=2007 |ISBN=978-3-540-34143-7 |Kapitel=10.3 Stellar Energy Sources |Seiten=237 |Sprache=en |Originaltitel=Tähtitieteen perusteet |Originalsprache=fi |Originaljahr=2003 |Originalort=Helsinki}}</ref> Sterne, deren Masse mehr als das Achtfache der Sonnenmasse beträgt, fusionieren in ihrem Kern fast alle leichteren Elemente zu Eisen. Schwerere Elemente entstehen endotherm bei [[Supernova]]explosionen, die auch für das Verstreuen der im Stern neuentstandenen chemischen Elemente verantwortlich sind.<ref name="Mathias Scholz">{{Literatur |Autor=Mathias Scholz |Titel=Die Physik der Sterne Aufbau, Entwicklung und Eigenschaften |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2018 |ISBN=978-3-662-57801-8 |Seiten=500 |Online={{Google Buch |BuchID=srd9DwAAQBAJ |Seite=500}}}}</ref> Die Kruste von [[Neutronenstern]]en besteht hauptsächlich aus Eisen-Atomkernen.<ref name="Katia Moskvitch">{{Literatur |Autor=Katia Moskvitch |Titel=Neutron Stars |Verlag=Harvard University Press |Datum=2020 |ISBN=978-0-674-91935-8 |Seiten=137 |Online={{Google Buch |BuchID=t_DwDwAAQBAJ |Seite=137}}}}</ref> In der [[Photosphäre]] unserer Sonne sind 0,16 % Eisen enthalten.<ref name="Spektrum">{{Internetquelle |url=https://www.spektrum.de/wissen/steckbrief-sonne-der-uns-naechste-stern/1307263 |titel=Steckbrief: Die Sonne – unser Zentralgestirn |werk=Spektrum.de |hrsg=Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH, 2014-09-06 |abruf=2023-01-02}}</ref>

Viele [[Planet]]en, darunter die [[Erdähnlicher Himmelskörper|Gesteinsplaneten]] und die Metallosilikatplaneten (wie zum Beispiel [[Merkur (Planet)|Merkur]], [[Venus (Planet)|Venus]] und die Erde), besitzen einen Eisenkern. Bei den hypothetischen [[Eisenplanet]]en fehlt der darüber liegende Erdmantel zum großen Teil oder vollständig, wodurch Eisen einen hohen Anteil an der Gesamtmasse des Planeten hat.<ref>{{Literatur |Autor=Mathias Scholz |Titel=Planetologie extrasolarer Planeten |Verlag=Springer |Ort=Berlin/Heidelberg |Datum=2014 |ISBN=978-3-642-41749-8 |Seiten=269 |Online={{Google Buch |BuchID=tyIkBAAAQBAJ |Seite=269}}}}</ref> Auch bei anderen [[Astronomisches Objekt|astronomischen Objekten]] wie Monden, einigen [[Asteroid]]en und Eisenmeteoriten ist ein hoher Eisenanteil normal. So wird beim Erdmond davon ausgegangen, dass dessen Kern vorwiegend aus Eisen besteht.<ref name="weber">Renee C. Weber, Pei-Ying Lin, Edward J. Garnero, Quentin Williams, Philippe Lognonné: ''Seismic Detection of the Lunar Core.'' In: ''Science.'' Band&nbsp;331, 2011, S.&nbsp;309–312, [[doi:10.1126/science.1199375]] ({{Webarchiv |url=http://www.earth.northwestern.edu/people/seth/351/lunarcore.2011.pdf |text=Volltext (PDF) |wayback=20151015035756}}).</ref> Der weite Areale der Mondoberfläche bedeckende [[Regolith]] enthält im geringen Prozentbereich Eisen in Form von [[Eisen(II)-oxid]].<ref>Stuart Ross Taylor: ''Lunar science: A post-Apollo view.'' Pergamon Press, New York 1975, S.&nbsp;64 ([https://articles.adsabs.harvard.edu//full/1975lspa.book.....T/0000064.000.html online]).</ref>

Auf der Erde steht Eisen in der Reihe der ''Elementhäufigkeit nach dem Massenanteil'' an 2.&nbsp;Stelle in der gesamten [[Erde]] (28,8 %<ref name="Allegre">Claude Allègre, Gérard Manhès, Éric Lewin: ''Chemical composition of the Earth and the volatility control on planetary genetics.'' In: ''[[Earth and Planetary Science Letters]].'' Band 185, 2001, S.&nbsp;49–69; [[doi:10.1016/S0012-821X(00)00359-9]].</ref>), an 4. Stelle in der [[Erdhülle]] (4,70 %<ref name="Harry H. Binder" />) und an 4.&nbsp;Stelle in der kontinentalen [[Erdkruste]] (5,63 %<ref name="CRC1">David R. Lide (Hrsg.): ''[[CRC Handbook of Chemistry and Physics]].'' 85. Auflage. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2005. Section 14, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth's Crust and in the Sea.</ref>); im Meerwasser ist es nur zu 0,002&nbsp;mg/L<ref>{{Literatur |Autor=William M. Haynes |Titel=[[CRC Handbook of Chemistry and Physics]] |Auflage=92. |Verlag=Taylor & Francis |Datum=2011 |ISBN=978-1-4398-5511-9 |Online=http://www.hbcpnetbase.com/}}</ref> enthalten. Eisen ist zusammen mit Nickel wahrscheinlich der Hauptbestandteil des [[Erdkern]]s. Vermutlich angetrieben von thermischen Kräften, erzeugen Konvektionsströmungen von flüssigem Eisen im äußeren Kern das [[Erdmagnetfeld]].<ref name="John Grotzinger, Thomas Jordan">{{Literatur |Autor=John Grotzinger, Thomas Jordan |Titel=Press/Siever Allgemeine Geologie |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-48342-8 |Seiten=11 |Online={{Google Buch |BuchID=9fvcDAAAQBAJ |Seite=11}}}}</ref>

Das meiste Eisen in der Erdkruste ist mit verschiedenen anderen [[Chemisches Element|Elementen]] verbunden und bildet mehrere hundert verschiedene Eisenmineralien.<ref name="Werner Gocht">{{Literatur |Autor=Werner Gocht |Titel=Handbuch der Metallmärkte Erzvorkommen, Metallgewinnung, Metallverwendung Preisbildung Handelsregelungen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-86964-8 |Seiten=31 |Online={{Google Buch |BuchID=iJOjBgAAQBAJ |Seite=31}}}}</ref> Eine wichtige und wirtschaftlich bedeutsame Klasse sind die Eisenoxidmineralien wie [[Hämatit]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), [[Magnetit]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) und [[Siderit]] (FeCO<sub>3</sub>), [[Limonit]] (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·n H<sub>2</sub>O) und [[Goethit]] (FeO·OH) als Haupterze des Eisens.<ref name="Slobodan Jankovic">{{Literatur |Autor=Slobodan Jankovic |Titel=Wirtschaftsgeologie der Erze |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-7091-5100-6 |Seiten=96 |Online={{Google Buch |BuchID=Zy22BgAAQBAJ |Seite=96}}}}</ref> Viele [[Magmatisches Gestein|magmatische Gesteine]] enthalten das Sulfidmineral [[Pyrrhotin]] und das mit ihm verwachsene Nickel-Eisen-Mineral [[Pentlandit]].<ref name="Gregor Markl">{{Literatur |Autor=Gregor Markl |Titel=Minerale und Gesteine Mineralogie – Petrologie – Geochemie |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2014 |ISBN=978-3-662-44628-7 |Online={{Google Buch |BuchID=qufSBAAAQBAJ |Seite=}}}}</ref> Während der [[Verwitterung]] neigt Eisen dazu, aus [[Sulfide|Sulfidablagerungen]] als [[Sulfate|Sulfat]] und aus [[Silicate|Silicatablagerungen]] als [[Hydrogencarbonate|Hydrogencarbonat]] herauszulösen. Beide werden in wässriger Lösung oxidiert und fallen in Form von [[Eisen(III)-oxid]] bei leicht erhöhtem [[pH-Wert]] aus.<ref name="Walter Kölle">{{Literatur |Autor=Walter Kölle |Titel=Wasseranalysen – richtig beurteilt Grundlagen, Parameter, Wassertypen, Inhaltsstoffe, Grenzwerte nach Trinkwasserverordnung und EU-Trinkwasserrichtlinie |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2012 |ISBN=978-3-527-65984-5 |Seiten=84 |Online={{Google Buch |BuchID=B3WbNVXZAUoC |Seite=84}}}}</ref>

Große Eisenvorkommen sind [[Bändererz]]e, eine Gesteinsart, die aus wiederholten dünnen Schichten von Eisenoxiden besteht, die sich mit Bändern aus eisenarmem [[Schiefer]] und Kieselgestein ([[Chert (Gestein)|Chert]]) abwechseln. Die Bändererze wurden hauptsächlich in der Zeit zwischen vor 3700 Millionen Jahren und vor 1800 Millionen Jahren abgelagert (die jüngsten entstanden vor 350 Millionen Jahren), und zwar durch Reaktion von Eisen mit dem durch cyanobakterielle [[Photosynthese]] entstehenden Sauerstoff.<ref name="spektrum.de2">Lexikon der Geowissenschaften: [https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/banded-iron-formation/1367 Banded Iron Formation], abgerufen am 5. Oktober 2019.</ref>

Materialien, die fein gemahlene [[Eisen(III)-oxid]]e oder -[[Eisen(III)-hydroxidoxid|oxidhydroxide]] wie [[Ocker]] enthalten, werden seit vorgeschichtlicher Zeit als gelbe (Ocker), rote (Hämatit), braune (Umbra) und schwarze (Magnetit) [[Pigmente]] verwendet.<ref name="Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg">{{Literatur |Autor=Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg |Titel=Industrielle Anorganische Chemie |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2013 |ISBN=978-3-527-33019-5 |Seiten=696, 252 |Online={{Google Buch |BuchID=D8CpBAAAQBAJ |Seite=696}}}}</ref> Sie tragen zur Farbe verschiedener Gesteine und [[Ton (Bodenart)|Tone]] bei, einschließlich ganzer [[Formation (Geologie)|geologischer Formationen]] wie der Painted Hills in [[Oregon]]<ref name="Ellen Morris Bishop, John Eliot Allen">{{Literatur |Autor=Ellen Morris Bishop, John Eliot Allen |Titel=Hiking Oregon's geology |Verlag=Mountaineers, 1996 |Seiten=200 |Online={{Google Buch |BuchID=vYVOAQAAIAAJ |Seite=200}}}}</ref> und des [[Buntsandstein]]s.<ref name="Walter Hähnel, Werner Buggisch, Christian Buggisch">{{Literatur |Autor=Walter Hähnel, Werner Buggisch, Christian Buggisch |Titel=Mineralien und Gesteine |Verlag=TESSLOFF Verlag |Datum=1994 |ISBN=3-7886-2850-2 |Seiten=35 |Online={{Google Buch |BuchID=H13Oj_ukECgC |Seite=35}}}}</ref> Als Baumaterial aus [[Eisensandstein-Formation|Eisensandstein]] in Deutschland und [[Bath Stone]] in Großbritannien sind Eisenverbindungen für die gelbliche Farbe vieler historischer Gebäude und Skulpturen verantwortlich. Die sprichwörtliche rote Farbe der Marsoberfläche stammt von einem eisenoxidreichen [[Regolith]].<ref name="F. J. Berry">{{Literatur |Autor=F. J. Berry |Titel=Chemical Bonding and Spectroscopy in Mineral Chemistry |Verlag=Springer Science & Business Media |Datum=2012 |ISBN=978-94-009-4838-9 |Seiten=92 |Online={{Google Buch |BuchID=vaIyBwAAQBAJ |Seite=92}}}}</ref>

Im Eisensulfidmineral [[Pyrit]] ([[Eisen(II)-disulfid|FeS<sub>2</sub>]]) sind erhebliche Eisenmengen enthalten. Es dient jedoch hauptsächlich zur Produktion von [[Schwefelsäure]], wobei die bei der Produktion entstehenden Kiesabbrände einen hohen Eisengehalt besitzen.<ref name="Martin Okrusch, Siegfried Matthes">{{Literatur |Autor=Martin Okrusch, Siegfried Matthes |Titel=Mineralogie Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2010 |ISBN=978-3-540-78201-8 |Seiten=70 |Online={{Google Buch |BuchID=EcYfBAAAQBAJ |Seite=70}}}}</ref> Es ist nur mit modernen Verfahren möglich, diese zur Eisengewinnung zu nutzen, da hierzu Reste des Schwefels entfernt werden müssen, die das Eisen brüchig werden lassen.<ref name="Rudolf Winderlich">{{Literatur |Autor=Rudolf Winderlich |Titel=Lehrbuch der Chemie für Höhere Lehranstalten Einheitsausgabe für Unter- und Oberstufe |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-663-04370-6 |Seiten=75 |Online={{Google Buch |BuchID=7sSoBgAAQBAJ |Seite=75}}}}</ref> Aus diesem Grund und weil Eisenerze so verbreitet sind, konzentriert sich die Eisenproduktion anstelle von Pyrit auf [[Erz]]e mit sehr hohem Eisengehalt.<ref name="Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg" />

Das langlebige Eisenisotop Fe<sup>60</sup> kann unter anderem in [[Sedimente und Sedimentgesteine|Tiefseesedimenten]] nachgewiesen werden. Wissenschaftler erklären dies mit dem Eintrag des bei Supernovae entstandenen Isotops durch [[Mikrometeorit]]e auf die Erde. Die Verteilung und Häufigkeit der Isotope kann zur Datierung der Sedimente und indirekt der kosmischen Ereignisse verwendet werden.<ref>{{Literatur |Autor=Jenny Feige |Titel=Astronomie unter dem Meer: Spuren des Isotops 60 Fe weisen auf nahe Supernovae hin |Sammelwerk=Physik in unserer Zeit |Band=47 |Nummer=5 |Datum=2016 |Seiten=220–227 |DOI=10.1002/piuz.201601446}}</ref><ref>[https://de.frwiki.wiki/wiki/Isotopes_du_fer Eisenisotope zur Datierung, abgerufen am 4. Dezember 2022]</ref>

=== Gediegen Eisen ===
[[Datei:Eisen gediegen - Bühl bei Kassel.jpg|mini|[[Gediegen]] Eisen in [[Basalt]]]]
Selten kommt Eisen in der Natur [[gediegen]] vor, meist in Form kleiner Bläschen oder Verdickungen im umgebenden Gestein, aber auch als massige [[Mineral-Aggregat]]e mit bis zu 25&nbsp;t Gewicht,<ref>{{Literatur |Hrsg=John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols |Titel=Iron |Sammelwerk=Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America |Datum=2001 |Sprache=en |Online=[https://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/iron.pdf handbookofmineralogy.org] |Format=PDF |KBytes=46 |Abruf=2024-09-03}}</ref> und ist deshalb als [[Mineral]] anerkannt.

Weltweit sind bisher über 2000 Vorkommen für gediegen Eisen dokumentiert (Stand: 2024), wobei die überwiegende Mehrheit aus meteoritischen Eisenfunden der Varietät [[Kamacit]] besteht.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/min-2047.html#autoanchor25 |titel=Localities for Iron |werk=mindat.org |hrsg=Hudson Institute of Mineralogy |sprache=en |abruf=2024-09-03}}</ref>

{{Anker|Eisenschwarz}}
Gediegen Eisen kristallisiert im [[Kubisches Kristallsystem|kubischen Kristallsystem]], hat je nach Bildungsbedingungen und Reinheitsgrad eine [[Härte#Härteprüfung nach Mohs|Mohshärte]] zwischen 4 und 5<ref name="Okrusch">{{Literatur |Autor=Martin Okrusch, Siegfried Matthes |Titel=Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde |Auflage=7. |Verlag=Springer Verlag |Ort=Berlin / Heidelberg / New York |Datum=2005 |ISBN=3-540-23812-3 |Seiten=22}}</ref> und eine stahlgraue bis schwarze Farbe (auch ''Eisenschwarz''<ref>{{Literatur |Autor=William Jervis Jones |Titel=Historisches Lexikon deutscher Farbbezeichnungen |Band=1 |Verlag=Akademie Verlag |Ort=Berlin |Datum=2013 |ISBN=978-3-05-005953-2 |Seiten=835 |Online={{Google Buch |BuchID=SbzmBQAAQBAJ |Seite=835}}}}</ref>). Die [[Strichfarbe]] ist grau.

Wegen der Reaktion mit Wasser und Sauerstoff ([[Rost]]en) ist gediegen Eisen nicht stabil. Es tritt daher in [[Legierung]] mit [[Nickel]] entweder als [[Kamacit]] (4 bis 7,5 % Ni) oder [[Taenit]] (20 bis 50 % Ni) nur in [[Eisenmeteorit]]en auf sowie in [[Basalt]]en, in denen es manchmal zu einer [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] von eisenhaltigen Mineralen kommt. Eisen mit geringeren Nickelanteilen gilt als [[Varietät (Mineral)|Varietät]] desselben und ist unter der Bezeichnung ''Josephinit'' bekannt;<ref name="Lapis">{{Literatur |Autor=Stefan Weiß |Titel=Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018 |Auflage=7., vollkommen neu bearbeitete und ergänzte |Verlag=Weise |Ort=München |Datum=2018 |ISBN=978-3-921656-83-9 |Sprache=de}}</ref> diese Bezeichnung ist auch ein Synonym des Minerals [[Awaruit]] (Ni<sub>3</sub>Fe).<ref>{{Mineralienatlas |ID=Josephinit |Abruf=2023-04-01}}</ref>

=== Eisen in Erzen ===
[[Datei:Limonite bog iron cm01.jpg|mini|[[Raseneisenstein]]stücke]]
Eisenerze sind vergleichsweise häufig zu finden; wichtige Beispiele sind die Minerale [[Magnetit]] (''Magneteisenstein'', [[Eisen(II,III)-oxid|Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>]]), [[Hämatit]] (''Roteisenstein'', Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), [[Pyrrhotin]] (''Magnetkies'', FeS), [[Pyrit]] (''Eisenkies'', FeS<sub>2</sub>), [[Siderit]] (''Eisenspat'', FeCO<sub>3</sub>) und der als Gestein geltende [[Limonit]] (''Brauneisenstein'', Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·n H<sub>2</sub>O). Das Sedimentgestein ''Eisen-[[Oolith]]'', manchmal als ''Eisenstein'' bezeichnet, besteht aus Eisenhydroxidmineralien, verkittet mit tonigen oder kalkigen Bindemitteln. Industriell weniger von Interesse, doch in der Natur ziemlich häufig anzutreffen sind die Minerale [[Chloritgruppe|Chlorit]], [[Glaukonit]] und Pyrit. Insgesamt sind bisher knapp 2700 Eisenminerale bekannt (Stand 2025).<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mindat.org/chemsearch.php?inc=Fe%2C&exc=&class=0&sub=Search+Minerals |titel=Search Minerals By Chemistry – Minerals that include Fe |werk=mindat.org |hrsg=Hudson Institute of Mineralogy |sprache=en |abruf=2025-01-17}}</ref>

Die ersten Vorkommen, die abgebaut wurden, waren [[Raseneisenstein]] und offenliegende Erze. Heute werden vor allem Magnetit, Hämatit und Siderit abgebaut.<ref name="Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg" /> Die größten Eisenerzvorkommen finden sich in den sogenannten ''Banded Iron Formations'' (BIF, gebändertes Eisenerz oder [[Bändererz]]), die auch als Takonit oder Itabirit bezeichnet werden und Eisen hauptsächlich in den Mineralen Hämatit und Magnetit (durch sekundäre Prozesse entstanden) enthalten.<ref name="geologyforinvestors.com">Geology for Investors: [https://www.geologyforinvestors.com/banded-iron-formations-bif/ Iron Deposits – Banded Iron Formations (BIF) | Geology for Investors], abgerufen am 7. Oktober 2019.</ref>

=== Eisen in Lebensmitteln ===
Viele Lebensmittel enthalten Eisen in Spuren. So enthält [[Hafer]] (entspelzt) 58&nbsp;mg/kg, [[Gerste]] (entspelzt) und [[Roggen]] 28&nbsp;mg/kg, [[Weizen]] 33&nbsp;mg/kg, [[Kakao]] (schwach entölt) 125&nbsp;mg/kg, [[Spinat]] 38&nbsp;mg/kg, [[Kartoffel]] 5&nbsp;mg/kg, [[Petersilie]] 55&nbsp;mg/kg, [[Rote Bete]] 9&nbsp;mg/kg, [[Kulturapfel|Apfel]] 2 bis 9&nbsp;mg/kg, Rindfleisch 21&nbsp;mg/kg, Rinderleber 70&nbsp;mg/kg, Rinderniere 11&nbsp;mg/kg, Schweineleber 154&nbsp;mg/kg, Schweinefleisch 18&nbsp;mg/kg, Schweinenieren 100&nbsp;mg/kg, Schweineblut 550&nbsp;mg/l, Rinderblut 500&nbsp;mg/l, Kuhmilch 0,5&nbsp;mg/l und Eigelb 60 bis 120&nbsp;mg/l.<ref name="W. Ternes" />

== Eisen als Mineral ==
=== Entdeckung und Mineralanerkennung ===
Gediegen Eisen war bereits lange vor der Gründung der [[International Mineralogical Association]] (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt, wobei bisher nicht ermittelt werden konnte, wann gediegen Eisen erstmals entdeckt und beschrieben wurde. Als mögliche [[Typlokalität]] (erster Fundort) wird allerdings Grönland, genauer die [[Diskoinsel]] (auch ''Qeqertarsuaq'') angegeben.<ref>{{Internetquelle |url=https://docs.wixstatic.com/ugd/839128_96527e3ab2144fb785451311cddc1194.pdf#page=3 |titel=Catalogue of Type Mineral Specimens – I |hrsg=Commission on Museums ([[International Mineralogical Association|IMA]]) |datum=2021-02-09 |abruf=2025-01-17 |format=PDF; 95&nbsp;kB |kommentar=[https://www.ima-cm.org/ctms Gesamtkatalog der IMA]}}</ref>

Die Anerkennung von Eisen als Mineral wurde von der IMA-Kommission für neue Mineralien, Nomenklatur und Klassifikation ({{enS|Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification}}; CNMNC) übernommen und bezeichnet Eisen als sogenanntes „[[Bestandsschutz|grandfathered]]“ (G) Mineral.<ref>{{Internetquelle |autor=Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere |url=https://cnmnc.units.it/files/editor/IMA_Master_List_(2025-01).pdf |titel=The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: January 2025 |werk=cnmnc.units.it |hrsg=IMA/CNMNC, Marco Pasero |datum=2025-01 |sprache=en |abruf=2025-01-17 |format=PDF; 3,8&nbsp;MB}}</ref> Die seit 2021 ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch ''Mineral-Symbol'') für Eisen entspricht mit „Fe“ dem Elementsymbol.<ref>{{Literatur |Autor=Laurence N. Warr |Titel=IMA–CNMNC approved mineral symbols |Sammelwerk=[[Mineralogical Magazine]] |Band=85 |Datum=2021 |Sprache=en |Seiten=303 |Fundstelle=Iron (ferrum) |DOI=10.1180/mgm.2021.43 |Online=[https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/62311F45ED37831D78603C6E6B25EE0A/S0026461X21000438a.pdf/imacnmnc-approved-mineral-symbols.pdf#page=13 cambridge.org] |Format=PDF |KBytes=351 |Abruf=2025-01-17}}</ref>

=== Klassifikation ===
Bereits in der veralteten [[Systematik der Minerale nach Strunz (8. Auflage)|8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz]] gehörte Eisen zur Mineralklasse der „Elemente“ und dort zur Abteilung [[Systematik der Minerale nach Strunz (8. Auflage)#Gruppe I/A|„Metalle und intermetallische Legierungen (ohne Halbmetalle)“]], wo es als Namensgeber die „Eisen-Reihe“ mit der Systemnummer ''I/A.04a'' und den weiteren Mitgliedern [[Kamacit]] und [[Wairauit]] bildet.

In der zuletzt 2018 überarbeiteten [[Lapis-Systematik]] nach Stefan Weiß, die formal auf der alten Systematik von [[Karl Hugo Strunz]] in der 8. Auflage basiert, erhielt Eisen die System- und Mineralnummer ''I/A.07-010''. Dies entspricht ebenfalls der Abteilung [[Lapis-Systematik#Gruppe I/A|„Metalle und intermetallische Verbindungen“]], wo Eisen zusammen mit [[Vanadium]] und Wairauit sowie dem bisher nicht anerkannten [[Mangan]] (N) eine unbenannte Gruppe mit der Systemnummer ''I/A.07'' bildet.<ref name="Lapis" />

Auch die von der [[International Mineralogical Association]] (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)|9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik]] ordnet Eisen in die Abteilung „Metalle und intermetallische Verbindungen“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach den in der Verbindung vorherrschenden Metallen, die entsprechend ihrer verwandten Eigenschaften in Metallfamilien eingeteilt wurden. Das Mineral ist hier  entsprechend in der Unterabteilung [[Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage)#Gruppe 1.AE|„Eisen-Chrom-Familie“]] zu finden, wo es zusammen mit [[Chrom]] und [[Wolfram]] die „Eisengruppe“ mit der Systemnummer ''1.AE.05'' bildet.<ref>{{Internetquelle |autor=[[Ernest Henry Nickel|Ernest H. Nickel]], Monte C. Nichols |url=http://cnmnc.units.it/IMA2009-01%20UPDATE%20160309.pdf |titel=IMA/CNMNC List of Minerals 2009 |werk=cnmnc.units.it |hrsg=IMA/CNMNC |datum=2009-01 |sprache=en |abruf=2024-07-30 |format=PDF; 1,9&nbsp;MB |archiv-url=https://web.archive.org/web/20240729102044/http://cnmnc.units.it/IMA2009-01%20UPDATE%20160309.pdf |archiv-datum=2024-07-29}}</ref>

In der vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchlichen [[Systematik der Minerale nach Dana]] hat Eisen die System- und Mineralnummer ''01.01.11.00''. Das entspricht ebenfalls der Klasse und gleichnamigen Abteilung „Elemente“. Hier findet er sich innerhalb der Unterabteilung „Elemente: Metallische Elemente außer der Platingruppe“ in der [[Systematik der Minerale nach Dana/Elemente#Gruppe 01.01.11|„Eisen-Nickelgruppe“]], in der auch Kamacit, [[Taenit]], [[Tetrataenit]], [[Awaruit]], [[Nickel]] und Wairauit eingeordnet sind.

== Förderung ==
{{Siehe auch|Liste der größten Eisenerzförderer|Liste der größten Roheisenerzeuger}}
[[Datei:Weltkarte-Eisenförderung.png|mini|hochkant=1.8|Weltweite Förderstellen]]

Die [[Volksrepublik China]] ist mit 888 Millionen Tonnen (67,8 %) das im Jahr 2020 bei weitem bedeutendste Herstellerland für Roheisen, gefolgt von [[Indien]] mit 68 Millionen Tonnen (5,2 %), Japan mit 62 Millionen Tonnen (4,7 %) und [[Russland]] mit 52 Millionen Tonnen (4,0 %). Die vier Staaten hatten zusammen einen Anteil von 81,7 % an der Weltproduktion von 1310 Millionen Tonnen. In Europa waren weitere wichtige Produzenten die [[Ukraine]], [[Deutschland]] und [[Frankreich]].<ref name="usgs_2022_steel" />

Weltweit wurden 2020 etwa 2,5 Milliarden Tonnen Eisenerz abgebaut. Bedeutende Eisenerzlieferanten waren [[Australien]], gefolgt von [[Brasilien]], der Volksrepublik China, [[Indien]] und Russland. Zusammen hatten sie einen Anteil von 79,5 % an der Weltförderung. Zusätzlich wird aus Schrott noch neues Eisen hergestellt.<ref name="usgs.gov_iron_ore">Iron Ore Statistics and Information: [https://www.usgs.gov/centers/nmic/iron-ore-statistics-and-information Iron Ore Statistics and Information 2019], abgerufen am 8. Oktober 2019.</ref>

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+ Die größten Roheisenproduzenten weltweit (2016)
|-
! Rang
! Land
! Produktion<br />(in Mio. [[Tonne (Einheit)|t]])
| rowspan="11" class="hintergrundfarbe-basis" |
! Rang
! Land
! Produktion<br />(in Mio. t)
|-
| {{0}}1 ||style="text-align:left"| {{CHN}} || 700,7 || 11 ||style="text-align:left"| {{TWN}} || 14,9
|-
| {{0}}2 ||style="text-align:left"| {{JPN}} || {{0}}80,2 || 12 ||style="text-align:left"| {{TUR}} || 12,5
|-
| {{0}}3 ||style="text-align:left"| {{IND}} || {{0}}77,3 || 13 ||style="text-align:left"| {{FRA}} || {{0}}9,7
|-
| {{0}}4 ||style="text-align:left"| {{RUS}} || {{0}}51,9 || 14 ||style="text-align:left"| {{CAN}} || {{0}}7,6
|-
| {{0}}5 ||style="text-align:left"| {{KOR}} || {{0}}46,3 || 15 ||style="text-align:left"| {{GBR}} || {{0}}6,1
|-
| {{0}}6 ||style="text-align:left"| {{BRA}} || {{0}}35,0 || 16 ||style="text-align:left"| {{NLD}} || {{0}}6,1
|-
| {{0}}7 ||style="text-align:left"| {{DEU}} || {{0}}27,3 || 17 ||style="text-align:left"| {{ITA}} || {{0}}6,0
|-
| {{0}}8 ||style="text-align:left"| {{USA}} || {{0}}22,3 || 18 ||style="text-align:left"| {{AUT}} || {{0}}5,6
|-
| {{0}}9 ||style="text-align:left"| {{UKR}} || {{0}}21,9 || 19 ||style="text-align:left"| {{MEX}} || {{0}}5,2
|-
| 10 ||style="text-align:left"| {{IRN}} || {{0}}18,3 || 20 ||style="text-align:left"| {{ZAF}} || {{0}}5,0
|}

{| class="centered"
|
'''Entwicklung der weltweiten Eisenerzförderung''' (in Millionen Tonnen)<ref>United States Geological Survey: [https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics/ironore-use.pdf World Production] (PDF; 298&nbsp;kB).</ref><ref name="usgs.gov_iron_ore" />
<timeline>
Colors=
  id:lightgrey value:gray(0.9)
  id:darkgrey value:gray(0.7)
  id:sfondo value:rgb(1,1,1)
  id:barra value:rgb(0.6,0.7,0.8)

ImageSize = width:400 height:200
PlotArea = left:50 bottom:50 top:30 right:30
DateFormat = x.y
Period = from:0 till:2600
TimeAxis = orientation:vertical
AlignBars = justify
ScaleMajor = gridcolor:darkgrey increment:500 start:0
ScaleMinor = gridcolor:lightgrey increment:250 start:0
BackgroundColors = canvas:sfondo

BarData=
  bar:1960 text:1960
  bar:1970 text:1970
  bar:1980 text:1980
  bar:1990 text:1990
  bar:2000 text:2000
  bar:2009 text:2009
  bar:2019 text:2019
  bar:2020 text:2020

PlotData=
  color:barra width:20 align:left
  bar:1960 from:0 till:522.000000
  bar:1970 from:0 till:769.000000
  bar:1980 from:0 till:891.000000
  bar:1990 from:0 till:983.000000
  bar:2000 from:0 till:1070.000000
  bar:2009 from:0 till:2300.000000
  bar:2019 from:0 till:2450.000000
  bar:2020 from:0 till:2470.000000

PlotData=
  bar:1960 at:522.000000 fontsize:S text:522 shift:(-9,5)
  bar:1970 at:769.000000 fontsize:S text:769 shift:(-9,5)
  bar:1980 at:891.000000 fontsize:S text:891 shift:(-9,5)
  bar:1990 at:983.000000 fontsize:S text:983 shift:(-9,5)
  bar:2000 at:1070.000000 fontsize:S text:1070 shift:(-12,5)
  bar:2009 at:2300.000000 fontsize:S text:2.300 shift:(-12,5)
  bar:2019 at:2450.000000 fontsize:S text:2.450 shift:(-12,5)
  bar:2020 at:2470.000000 fontsize:S text:2.470 shift:(-12,5)

TextData=
  fontsize:S pos:(20,20)
  text:"Quelle: United States Geological Survey"

</timeline>
|
'''Entwicklung der weltweiten Rohstahlerzeugung''' (in Millionen Tonnen)<ref>{{Internetquelle |url=https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:e1f8ca82-b51f-4b10-9edf-5498780a9059/World%2520Steel%2520in%2520Figures%25202020%2520infographic.pdf |titel=World Steel in Figures 2020 |hrsg=[[Worldsteel|World Steel Association]] |format=PDF |sprache=en |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20200703172003/https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:e1f8ca82-b51f-4b10-9edf-5498780a9059/World%20Steel%20in%20Figures%202020%20infographic.pdf |archiv-datum=2020-07-03 |abruf=2020-07-03}}</ref><ref name="usgs_2022_steel">[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-iron-steel.pdf U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2022: IRON,STEEL].</ref>
<timeline>
Colors=
  id:lightgrey value:gray(0.9)
  id:darkgrey value:gray(0.7)
  id:sfondo value:rgb(1,1,1)
  id:barra value:rgb(0.6,0.7,0.8)

ImageSize = width:400 height:200
PlotArea = left:50 bottom:50 top:30 right:30
DateFormat = x.y
Period = from:0 till:2600
TimeAxis = orientation:vertical
AlignBars = justify
ScaleMajor = gridcolor:darkgrey increment:500 start:0
ScaleMinor = gridcolor:lightgrey increment:250 start:0
BackgroundColors = canvas:sfondo

BarData=
  bar:1950 text:1950
  bar:1960 text:1960
  bar:1970 text:1970
  bar:1980 text:1980
  bar:1990 text:1990
  bar:2000 text:2000
  bar:2010 text:2010
  bar:2019 text:2019
  bar:2020 text:2020

PlotData=
  color:barra width:20 align:left
  bar:1950 from:0 till:189.000000
  bar:1960 from:0 till:347.000000
  bar:1970 from:0 till:595.000000
  bar:1980 from:0 till:717.000000
  bar:1990 from:0 till:770.000000
  bar:2000 from:0 till:850.000000
  bar:2010 from:0 till:1433.000000
  bar:2019 from:0 till:1896.000000
  bar:2020 from:0 till:1790.000000

PlotData=
  bar:1950 at:189.000000 fontsize:S text:189 shift:(-9,5)
  bar:1960 at:347.000000 fontsize:S text:347 shift:(-9,5)
  bar:1970 at:595.000000 fontsize:S text:595 shift:(-9,5)
  bar:1980 at:717.000000 fontsize:S text:717 shift:(-9,5)
  bar:1990 at:770.000000 fontsize:S text:770 shift:(-9,5)
  bar:2000 at:850.000000 fontsize:S text:850 shift:(-9,5)
  bar:2010 at:1433.000000 fontsize:S text:1.433 shift:(-14,5)
  bar:2019 at:1869.000000 fontsize:S text:1.869 shift:(-14,5)
  bar:2020 at:1790.000000 fontsize:S text:1.790 shift:(-14,5)

TextData=
  fontsize:S pos:(20,20)
  text:"Quelle: World Steel Association & United States Geological Survey"

</timeline>
|}
{{Absatz}}

== Gewinnung und Darstellung ==
[[Datei:Cylinder of pure iron, 16 grams, 1 cm diameter..jpg|mini|hochkant|Reines Eisen]]
[[Datei:Philipp Jakob Loutherbourg d. J. 002.jpg|mini|Eisenproduktion in [[Coalbrookdale]], wo [[Abraham Darby I]] 1709 als erster Eisen unter Verwendung von [[Koks]] gewonnen hat ([[Coalbrookdale by Night|Gemälde von Philippe-Jacques de Loutherbourg]], 1801)]]
=== Erzgewinnung und -verarbeitung ===
Eisenerz wird hauptsächlich im [[Tagebau]] und seltener im Tiefbau ([[Untertagebau]], wie im [[Eisenerzbergwerk Kiruna]]) gewonnen. Wo die als abbauwürdig erkannten Eisenerzlagerstätten offen zutage treten, kann das Erz im weniger aufwändigen Tagebau gewonnen werden. Der Großteil des Eisenerzes wird in Brasilien, Australien, China, Indien, den USA und Russland abgebaut.<ref>{{Internetquelle |url=https://worldsteel.org/wp-content/uploads/Fact-sheet-raw-materials-2023.pdf |titel=Fact sheet – Steel and raw materials |werk=worldsteel.org |format=PDF |sprache=en |abruf=2023-03-14}}<!--[https://www.worldsteel.org/en/dam/jcr:16ad9bcd-dbf5-449f-b42c-b220952767bf/fact_raw%2520materials_2019.pdf Fact Sheet – Steel and raw materials 2019], abgerufen am 9. Oktober 2019.--></ref><ref name="lkab.com">Luossavaara-Kiirunavaara AB: [https://www.lkab.com/en/about-lkab/from-mine-to-port/mining/ Mining], abgerufen am 9. Oktober 2019.</ref>

Diese Länder verdrängten die ursprünglich bedeutendsten Eisenerz-Förderländer wie Frankreich, Schweden und Deutschland, dessen letzte [[Bergbau in der Oberpfalz|Eisenerzgrube in der Oberpfalz]] 1987 geschlossen wurde.<ref name="Günther Schwemmer">{{Literatur |Autor=Günther Schwemmer |Titel=Die Geschichte der Eisengewinnung in der mittleren Oberpfalz im 19. und 20. Jahrhundert |Verlag=diplom.de |Datum=2001 |ISBN=3-8324-4262-6 |Seiten=129 |Online={{Google Buch |BuchID=NeN4AQAAQBAJ |Seite=129}}}}</ref><ref>{{Literatur |Titel=Der Fischer Weltalmanach 2001 |Verlag=Fischer Taschenbuch Verlag, 2000 |ISBN=978-3-596-72001-9 |Seiten=1157 |Online={{Google Buch |BuchID=ikA8AQAAIAAJ |Seite=1157}}}}</ref>

Aus technologisch-wirtschaftlichen Gründen sollten die zur Verarbeitung in Hochöfen eingesetzten Erze in chemischer und physikalischer Sicht gleichmäßige Eigenschaften besitzen. Demnach müssen die beim Abbau gewonnenen groben Erze gebrochen, gemahlen und gesiebt und die zu feinen Erze stückig gemacht werden. Das wird als Erzvorbereitung bezeichnet. Ungleichmäßigkeiten der Erze eines Abbauortes oder verschiedener Abbauorte werden durch Mischen der Erze auf sogenannten Mischbetten ausgeglichen. Nur ein kleiner Teil der Erze kann als Stückerz direkt im [[Hochofen]] eingesetzt werden.<ref name="Heinz M. Hiersig" /> Der Hauptanteil der Eisenerze liegt als Feinerz vor und muss für den Einsatz im Hochofen stückig gemacht werden, da das feine Erz die Luftzufuhr (Wind) im Hochofen sehr beeinträchtigen oder verhindern würde.<ref name="H. Berns, L. Scheer" /> Die wichtigsten Verfahren dafür sind [[Sintern|Sinterung]] und [[Pellet (Eisenerz)|Pelletierung]]. In Deutschland werden die Erze vorwiegend durch Sintern stückig gemacht. In anderen Ländern, beispielsweise in den USA, wird mehr pelletiert, wobei die bei der Aufbereitung anfallende Korngröße entscheidend für die Auswahl des Verfahrens ist. Das Sintern erfordert eine Korngröße von mehr als 2&nbsp;mm, während noch feiner aufgemahlene Erze pelletiert werden.<ref name="Heinz M. Hiersig" />

In den Sinteranlagen werden gröbere Erzkörner nach ihrer Größe sortiert und gesintert. Kleine Erzkörner müssen dazu gemeinsam mit Kalkzuschlagsstoffen auf mit Gas unterfeuerte, motorisch angetriebene Wanderroste (Rost-Förderbänder) aufgebracht und durch starke Erhitzung angeschmolzen und dadurch „zusammengebacken“ (gesintert) werden. Sehr feines Erz wird pulverfein aufgemahlen, was oft bereits zur Abtrennung von [[Gangart (Geologie)|Gangart]] nötig ist. Dann wird es mit Kalkstein, feinkörnigem Koks (Koksgrus) und Wasser intensiv vermischt und auf einen motorisch angetriebenen Wanderrost aufgegeben. Durch den Wanderrost werden von unten Gase abgesaugt. Von oben wird angezündet und eine Brennfront wandert von oben nach unten durch die Mischung, die dabei kurz angeschmolzen (gesintert) wird. Beim Pelletieren wird mit Bindemitteln, Zuschlägen und Wasser eine Mischung erzeugt, die auf Pelletiertellern zu Kügelchen (Grünpellets) von 8 bis 18&nbsp;mm Durchmesser<ref name="Wolfgang Bleck, Elvira Moeller">{{Literatur |Autor=Wolfgang Bleck, Elvira Moeller |Titel=Handbuch Stahl Auswahl, Verarbeitung, Anwendung |Verlag=Carl Hanser Verlag GmbH Co KG |Datum=2017 |ISBN=978-3-446-44962-6 |Seiten=78,386 |Online={{Google Buch |BuchID=uqg7DwAAQBAJ |Seite=78}}}}</ref> gerollt wird. Diese werden mit Gasbefeuerung bei 1000&nbsp;°C auf einem Wanderrost, in Schachtöfen oder Drehrohröfen zu Pellets gebrannt. Sinter ist nicht gut transportierbar und wird deshalb im Hüttenwerk erzeugt, Pelletanlagen werden meist in der Nähe der Erzgruben betrieben.<ref name="H. Berns, L. Scheer">{{Literatur |Autor=H. Berns, L. Scheer |Titel=Was ist Stahl – Eine Stahlkunde für jedermann |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-61846-8 |Seiten=100 |Online={{Google Buch |BuchID=Q0GoBgAAQBAJ |Seite=100}}}}</ref><ref name="Heinz M. Hiersig">{{Literatur |Autor=[[Heinz Max Hiersig|Heinz M. Hiersig]] |Titel=VDI-Lexikon Maschinenbau |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-57850-2 |Seiten=520 |Online={{Google Buch |BuchID=NXb6BQAAQBAJ |Seite=520}}}}</ref>

=== Eisenherstellung ===
Zur Herstellung von Eisen müssen die in Form von Eisenoxide oder -Sulfide vorliegenden Erze chemisch reduziert werden. Zur Herstellung von Roheisen in Hochöfen werden diesen aufbereiteten Erze (Sinter oder Pellets) mit einer Beimischung von Zuschlägen zugeführt. Daneben wird eine hohe Menge Energie benötigt, die meist durch Koks oder alternativ auch Erdgas oder Wasserstoff bereitgestellt wird. Zu Beginn der Eisenverhüttung mit Steinkohlenkoks waren zur Gewinnung einer Tonne Roheisen etwa 8&nbsp;t Koks oder etwa 5&nbsp;t Holzkohle<ref name="Helmut Veil">{{Literatur |Autor=Helmut Veil |Titel=Wasserrad, Dampfmaschine, Holzkohle, Koks und Eisen |Verlag=Humanities Online |Datum=2022 |ISBN=978-3-941743-90-8 |Seiten=70 |Online={{Google Buch |BuchID=G8uUEAAAQBAJ |Seite=70}}}}</ref> erforderlich. Durch das um 1830 eingeführte Vorwärmen der Luft konnte der Koksverbrauch auf etwa 5&nbsp;t pro Tonne Roheisen gesenkt werden. Um 1950 wurden in der Bundesrepublik Deutschland noch etwa 950&nbsp;kg Koks pro Tonne Roheisen benötigt, was bis 1975 auf etwa 450&nbsp;kg sank. In Japan wurde zu dieser Zeit der theoretische Mindestbedarf von 350–400&nbsp;kg pro Tonne Roheisen fast erreicht.<ref name="Heinz-Gerhard Franck, Andre Knop">{{Literatur |Autor=Heinz-Gerhard Franck, Andre Knop |Titel=Kohleveredlung |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=2013 |ISBN=978-3-540-09627-6 |Seiten=98 |Online={{Google Buch |BuchID=AlaqBgAAQBAJ |Seite=98}}}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.bookshop.fraunhofer.de/buch/Energieverbrauch-und-CO2-Emissionen-industrieller-Prozesstechnologien-Einsparpotenziale-Hemmnisse-und-Instrumente/239044 |titel=Energieverbrauch und CO<sub>2</sub>-Emissionen industrieller Prozesstechnologien – Einsparpotenziale, Hemmnisse und Instrumente |werk=fraunhofer.de |hrsg=Fraunhofer Bookshop |sprache=de |abruf=2023-02-06}}</ref> Bei den Direktreduktionverfahren werden die Eisenerze, im Gegensatz zur Hochofenroute, „direkt“, also ohne Schmelzprozess und damit bei geringeren Temperaturen, zu festem Eisenschwamm reduziert, in dem die Begleitelemente der Erze noch enthalten sind. Im Verbund mit dem Einschmelzen des Eisenschwamms im Lichtbogenofen stellt die Direktreduktion eine energiesparendere Verfahrensalternative zur Hochofenroute dar.<ref>Lösch, Oliver & Prof. Dr. Jochem, Eberhard & Ashley-Belbin, Natalia & Zesch, Gregor. (2020). [https://www.researchgate.net/publication/341255093_Bewertung_der_Direktreduktion_von_Eisenerz_mittels_Elektrolyse-Wasserstoff Bewertung der Direktreduktion von Eisenerz mittels Elektrolyse-Wasserstoff].</ref>

==== Eisenerzeugung im Hochofen ====
{{Hauptartikel|Hochofen}}
[[Datei:Hochofenschema.svg|mini|Schematischer Aufbau eines [[Hochofen]]s]]
[[Datei:Pig Iron.jpg|mini|[[Roheisen]], Detailaufnahme]]
Das Eisen wird durch [[Reduktion (Chemie)|chemische Reduktion]] des Eisenoxids der oxidischen Eisenerze (oder sulfidischer Eisenerze nach ihrer Röstung mit Luftsauerstoff) und [[Kohlenstoff]] (Koks) gewonnen. Die Roheisenerzeugung erfolgt nahezu ausschließlich in hohen Gebläse-Schachtöfen (Hochöfen). Lediglich in Ländern mit billigen Wasserkraftwerken und teurer Kohle spielt die Erzeugung in elektrischen Öfen eine begrenzte Rolle. [[Koks]] und [[Erz]] werden im Hochofen abwechselnd in Lagen oben in den Ofen hineingeschüttet.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Dazu sind oberhalb des Ofengefäßes in&nbsp;der&nbsp;Regel zwei Bunker angeordnet, die als [[Gasschleuse]]n zwischen dem Ofengefäß und der Umgebung dienen. Ganz oben befindet sich innerhalb des Ofengefäßes eine Drehschurre, mit der das Material spiralförmig flächig auf der Beschickungsoberfläche verteilt wird. Die Kokslagen halten im unteren Bereich des Ofens, wenn das Erz plastisch wird, die Durchströmbarkeit der Schüttung mit [[Prozessgas]] aufrecht (Koksfenster).<ref name="Heinz Brauer">{{Literatur |Hrsg=[[Heinz Brauer (Ingenieur)|Heinz Brauer]] |Titel=Handbuch des Umweltschutzes und der Umweltschutztechnik Band 2: Produktions- und produktintegrierter Umweltschutz |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-60943-5 |Seiten=340 |Online={{Google Buch |BuchID=eSvMBgAAQBAJ |Seite=340}}}}</ref>

Der Einsatz sinkt im Ofenschacht ab und wird dabei durch das etwa 1600 bis 2200&nbsp;°C (an der Einblasstelle) heiße, aus [[Kohlenstoffmonoxid]] und [[Stickstoff]] bestehende aufsteigende Prozessgas getrocknet, aufgeheizt, die Eisenoxide [[Reduktion (Chemie)|reduziert]] und schließlich geschmolzen ([[Redoxreaktion]]). Das Prozessgas wird erzeugt, indem unten in den Ofen durch Blasformen (wassergekühlte Kupferdüsen<ref name="M. Shamsuddin">{{Literatur |Autor=M. Shamsuddin |Titel=Physical Chemistry of Metallurgical Processes |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2016 |ISBN=978-1-119-07833-3 |Seiten=237 |Online={{Google Buch |BuchID=2-5RCgAAQBAJ |Seite=237}}}}</ref>) auf etwa 900 bis 1300&nbsp;°C vorgeheizte [[Luft]] eingeblasen wird. Der [[Sauerstoff]] der Luft verbrennt mit Koks zu Kohlenstoffmonoxid. Der gesamte Vorgang dauert etwa acht Stunden.<ref name="Holleman-Wiberg" />

In der Temperaturzone zwischen 500 und 900&nbsp;°C findet die so genannte „Indirekte Reduktion“ statt. Über drei Stufen reagieren die verschiedenen Eisenoxide jeweils mit Kohlenstoffmonoxid oder [[Wasserstoff]], bis schließlich metallisches Eisen vorliegt:<ref name="Holleman-Wiberg" />

<chem>3Fe2O3 + CO -> 2Fe3O4 + CO2</chem> oder <chem>3Fe2O3 + H2 -> 2Fe3O4 + H2O</chem>

Aus [[Hämatit]] entsteht der stärker eisenhaltige [[Magnetit]].

<chem>Fe3O4 + CO -> 3FeO + CO2</chem> oder <chem>Fe3O4 + H2 -> 3FeO + H2O</chem>

Aus Magnetit entsteht [[Wüstit]].

<chem>FeO + CO -> Fe + CO2</chem> oder <chem>FeO + H2 -> Fe + H2O</chem>

Aus Wüstit entsteht metallisches Eisen, das sich unten im Hochofen ansammelt.

Im Temperaturbereich von 900 bis 1600&nbsp;°C findet zusätzlich eine „direkte Reduktion“ mit Kohlenstoff statt:<ref name="Holleman-Wiberg" />

<chem>3Fe2O3 + C -> 2Fe3O4 + CO</chem>

<chem>Fe3O4 + C -> 3FeO + CO</chem>

<chem>FeO + C -> Fe + CO</chem>

Das aus dem Hochofen kommende [[Gichtgas]] wird vom mitgeführten Staub befreit und dient zum Betrieb der für das Hochofenverfahren erforderlichen Winderhitzer, Gebläse, Pumpen, Beleuchtungs-, Gasreinigungs- und Transportvorrichtungen. Der Überschuss wird für den Stahlwerksbetrieb oder sonstige industrielle Zwecke verwendet.<ref name="Holleman-Wiberg" />

Der Ofen erzeugt neben dem flüssigen Eisen auch flüssige [[Schlacke (Metallurgie)|Schlacke]]. Da der Schmelzpunkt eines Gemisches von SiO<sub>2</sub> und Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zu hoch ist, um eine bei 1450&nbsp;°C flüssige Schlacke zu bilden, dienen Zuschläge der Erzeugung von leichter schmelzbaren Calcium-aluminium-silicate zur [[Schmelzpunktserniedrigung]]. Handelt es sich zum Beispiel um Tonerde- und Kieselsäure-haltige [[Gangart (Geologie)|Gangarten]], was meist der Fall ist, so werden dementsprechend kalkhaltige, das heißt basische Bestandteile (zum Beispiel [[Kalkstein]], [[Dolomit (Mineral)|Dolomit]]) zugeschlagen. Im Falle kalkhaltiger Gangarten werden umgekehrt Tonerde- und Kieselsäure-haltige, das heißt saure Zuschläge (zum Beispiel [[Feldspat]], [[Tonschiefer]]) zugegeben. Das Eisen und die Schlacke ist im Hochofen miteinander vermischt, hat eine Temperatur von etwa 1450&nbsp;°C und wird durch ein Stichloch abgezogen, das etwa alle zwei Stunden durch Anbohren geöffnet und jeweils nach etwa einer Stunde durch Verstopfen mit einer [[Keramik|keramischen]] Masse verschlossen wird. Eisen und Schlacke werden außerhalb des Ofens getrennt. Das Eisen wird in Transportpfannen gefüllt und ins [[Stahlwerk]] gebracht.<ref name="Holleman-Wiberg" /><ref name="Ludwig von Bogdandy, H.-J. Engell">{{Literatur |Autor=Ludwig von Bogdandy, H.-J. Engell |Titel=Die Reduktion der Eisenerze Wissenschaftliche Grundlagen und technische Durchführung |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-92935-9 |Seiten=33 |Online={{Google Buch |BuchID=-pGiBgAAQBAJ |Seite=33}}}}</ref>

Das Eisen ist bei 1450&nbsp;°C flüssig, da durch den im Eisen gelösten Kohlenstoff eine Schmelzpunktserniedrigung erfolgt. Die Schlacke wird mit Wasser verdüst. Dabei erstarrt sie durch das [[Abschrecken (Metallurgie)|Abschrecken]] als feinkörniges [[Glas]] (Schlackensand). Dieser Schlackensand wird fein gemahlen und als [[Betonzusatzstoffe|Betonzusatzstoff (Füller)]] verwendet. Im gesamten Herstellungsprozess entsteht je nach Verfahren im Hochofen pro Tonne Eisen zwischen 300<ref name="Christoph Meyer">{{Literatur |Autor=Christoph Meyer |Titel=Operative Planung des Recyclings von Eisenhüttenschlacken |Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden |Datum=2019 |ISBN=978-3-658-26239-6 |Seiten=8 |Online={{Google Buch |BuchID=o8SWDwAAQBAJ |Seite=8}}}}</ref> und 1000&nbsp;kg Schlacke.<ref name="Otto Henning">{{Literatur |Autor=Otto Henning |Titel=Baustoffchemie Eine Einführung für Bauingenieure und Architekten |Verlag=Beuth Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-410-22481-5 |Seiten=53 |Online={{Google Buch |BuchID=tLIdAgAAQBAJ |Seite=53}}}}</ref>

Erz und Koks enthalten als Hauptverunreinigung [[Siliciumdioxid]] ([[Quarzsand]], [[Silicate]]) SiO<sub>2</sub> und [[Aluminiumoxid]] Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Ein kleiner Teil des Siliciumdioxids wird zu [[Silicium]] [[Reduktion (Chemie)|reduziert]], das im Eisen gelöst wird. Der Rest bildet zusammen mit dem Aluminiumoxid die Schlacke (Calcium-[[Alumosilicate|Aluminiumsilikate]]<ref name="Holleman-Wiberg" />).

Das Eisen des Hochofens ([[Roheisen]]) hat nur einen Eisengehalt von etwa 95 %. Es enthält 0,5 bis 6 % Mangan sowie für die meisten Anwendungen zu viel Kohlenstoff (2,5 bis 4 %), Schwefel (0,01 bis 0,05 %), Silicium (0,5 bis 3 %) und Phosphor (0 bis 2 %).<ref name="Holleman-Wiberg" /> Üblicherweise wird daher im Stahlwerk zunächst durch [[Einblasen]] von [[Calciumcarbid]], [[Magnesium]] oder [[Calciumoxid]] reduzierend entschwefelt, wobei eine optimale Entschwefelung vor allem eine Voraussetzung für die Herstellung von [[Gusseisen mit Kugelgraphit]] ist.<ref name="Simone Franke">{{Literatur |Autor=Simone Franke |Titel=Giesserei-Lexikon 2019 |Verlag=Schiele & Schoen |Datum=2019 |ISBN=978-3-7949-0916-2 |Seiten=181 |Online={{Google Buch |BuchID=4BqXDwAAQBAJ |Seite=181}}}}</ref> Kühlt Roheisen sehr langsam ab, zum Beispiel in Sandformen („Masselbetten“), so scheidet sich der gelöste Kohlenstoff als Graphit aus und „graues Roheisen“ (graue Bruchfläche, Schmelztemperatur etwa 1200&nbsp;°C) wird erhalten. Mitbedingung dafür ist ein Überwiegen des Siliciumgehalts gegenüber dem Mangangehalt (> 2 % Si; <0,2 % Mn). Bei rascherer Abkühlung, zum Beispiel in Eisenschalen („Kokillen“), verbleibt der Kohlenstoff als Eisencarbid im Roheisen, so dass ein „weißes Roheisen“ (weißer Bruchfläche, Schmelztemperatur etwa 1100&nbsp;°C, dient überwiegend zur Herstellung von Stahl) entsteht. Hier ist ein Überwiegen des Mangangehalts (< 0,5 % Si; > 4 % Mn) mitbedingend, der der Graphitausscheidung entgegenwirkt.<ref name="Holleman-Wiberg" />

==== Eisenerzeugung ohne Hochofen ====
{{Hauptartikel|Stahlerzeugung#Direktreduktion|titel1=Direktreduktion}}

Hochöfen haben einen großen Material- und Energiebedarf, der bei ungünstigen Rohstoff- und Energiebedingungen nicht immer bereitgestellt werden kann. Aufgrund dessen und wegen Umweltbelangen wurden alternative [[Verfahrenstechnik|Verfahren]] zur Verarbeitung von Eisen entwickelt. Bei diesen sollen die vorhandenen Eisenerze ohne oder nur mit geringem Einsatz von [[Koks]] oder alternativ mit [[Steinkohle]], [[Braunkohle]], [[Erdöl]] oder [[Erdgas]] reduziert werden. Bei der überwiegenden Anzahl der als „Direkte Eisenreduktion“ bezeichneten Verfahren fällt das erzeugte Roheisen in fester, poriger Form an, das als [[Eisenschwamm]] oder „direktes“ Eisen bezeichnet wird und für die [[Stahlerzeugung]] geeignet ist.

Zwei Hauptreaktionen umfassen den direkten [[Reduktion (Chemie)|Reduktionsprozess]]: Bei der Verwendung von Methan ([[Erdgas]]) und Sauerstoff (alternativ Wasserdampf oder Kohlenstoffdioxid) wird dieses teilweise [[Oxidation|oxidiert]] (mit [[Wärme]] und einem [[Katalysator]]):<ref name="Jürgen Ruge">{{Literatur |Autor=Jürgen Ruge |Titel=Technologie der Werkstoffe für Studenten des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik ab 1. Semester |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-322-84025-7 |Seiten=75 |Online={{Google Buch |BuchID=nqPPBgAAQBAJ |Seite=75}}}}</ref>

<chem>2CH4 + O2 -> 2CO + 4H2</chem>

Das [[Eisenerz]] wird dann in einem [[Ofen]] mit diesen [[Gas]]en behandelt, wobei fester [[Eisenschwamm]] entsteht:

<chem>Fe2O3 + CO + 2H2 -> 2Fe + CO2 + 2H2O</chem>

[[Siliciumdioxid]] wird durch Zugabe eines Kalksteinflussmittels entfernt.<ref name="John Wright">{{Literatur |Autor=John Wright |Titel=Environmental Chemistry |Verlag=Taylor & Francis |Datum=2004 |ISBN=1-134-58965-4 |Seiten=127 |Online={{Google Buch |BuchID=WLCBAgAAQBAJ |Seite=127}}}}</ref>

Es gibt eine Reihe von bekannten Direktreduktionsverfahren. Diese unterscheiden sich unter anderem nach dem jeweiligen Reduktionsgefäß.<ref name="Eisenhüttenwesen1970-103-118">Verein Deutscher Eisenhüttenleute: ''Gemeinfassliche Darstellung des Eisenhüttenwesens.'' 17. Auflage. Stahleisen, Düsseldorf 1970/71, S.&nbsp;103–118.</ref>

Bei der Eisenerzeugung im [[Schachtofen]] wurde zuerst das [[Wiberg-Verfahren]] um 1918 in [[Schweden]] entwickelt. Später folgten das in den 1970er Jahren entwickelte [[Purofer-Verfahren]] in [[Oberhausen]] und das [[Midland-Ross-Verfahren]]/[[Midrex-Verfahren]], das von der Midland-Ross-Corporation in [[Cleveland]], Ohio entwickelt wurde. Allen drei Verfahren nutzen einen mehr oder weniger kurzen Schachtofen und als Einsatzstoffe eisenreiche Stückerze, Sinter oder Pellets, die vorgewärmt und am Ofenkopf eingebracht werden. Am Ofengrund wird ein 1000&nbsp;°C heißes Reduktionsgasgemisch aus [[Kohlenstoffmonoxid]] (CO), [[Wasserstoff]] (H<sub>2</sub>), [[Kohlenstoffdioxid]] (CO<sub>2</sub>), Wasser (H<sub>2</sub>O) und ggf. [[Methan]] (CH<sub>4</sub>) eingeblasen.<ref name="Amit Chatterjee">{{Literatur |Autor=Amit Chatterjee |Titel=Beyond the Blast Furnace |Verlag=CRC Press |Datum=2017 |ISBN=978-1-351-46424-6 |Seiten=128 |Online={{Google Buch |BuchID=dkwPEAAAQBAJ |Seite=95ff}}}}</ref>  Das Midrex-Verfahren ist auf einen externen Reformer angewiesen, in dem Methan in Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid umgewandelt wird. Das moderne Energiron-Verfahren (eine Weiterentwicklung des HyL-Verfahrens<ref>Hans Bodo Lüngen, Peter Schmöle: [https://vdeh.de/media/history_dri_luen_ecic_2022_dps_ok.pdf History, developments and processes of direct reduction of iron ores], Presented at the 8th European Coke and Ironmaking Congress and the 9 th International Conference on Science and Technology of Ironmaking in Bremen, Germany, 29. August bis 2. September 2022, abgerufen am 18. Februar 2023.</ref>) ist eine Gemeinschaftsentwicklung der italienischen Anlagenhersteller Tenova und Danieli. Bei Energiron-Verfahren gibt es keinen eigenen Reformer, sondern einen Prozessgaserhitzer. Die eigentliche Umwandlung des Erdgases findet nicht extern, sondern unter Druck (6–8 Bar) autokatalytisch direkt am Eisenerz im Schachtofen statt. Der dafür nötige Sauerstoff stammt aus dem Eisenerz.<ref name="irees.de">[https://irees.de/en/2020/07/01/bewertung-der-direktreduktion-von-eisenerz-mittels-elektrolyse-wasserstoff-studie-im-rahmen-des-vorhabens-ee4lng-energieeffizienz-fur-industrie-und-gewerbe/ Bewertung der Direktreduktion von Eisenerz mittels Elektrolyse-Wasserstoff, Studie im Rahmen des Vorhabens EE4lnG: Energieeffizienz für Industrie und Gewerbe], IREES GmbH, abgerufen am 18. Februar 2023.</ref><ref name="Can Yilmaz">{{Literatur |Autor=Can Yilmaz |Titel=Maßnahmen zur Dekarbonisierung des Hochofenprozesses durch Einsatz von Wasserstoff |Verlag=Cuvillier Verlag |Datum=2018 |Seiten=82 |Online={{Google Buch |BuchID=6fT-DwAAQBAJ |Seite=82}}}}</ref> Der erzeugte Eisenschwamm hat eine Reinheit von 85 bis 95 %. Eine leicht veränderte Variante ist das ab 1981 verwendete [[Corex]]-Verfahren.<ref name="Amit Chatterjee" />

Für die Eisenerzeugung in der [[Retorte]] wurde 1908 von [[Sven Emil Sieurin]] in [[Höganäs]] Schweden das  [[Höganäs-Verfahren]] und 1957 das [[HyL-Verfahren]] bei der Gesellschaft '''H'''ojalata-'''y'''-'''L'''amina S.A. in [[Monterry]], [[Mexiko]] entwickelt. Bei diesen werden sehr reiche Eisenerzkonzentrate in keramischen Retorten oder [[Muffelofen|Muffeln]] eingebracht und entweder mit feinkörniger Kohle, Koksgrus und Kalkstein oder mit Erdgas reduziert. Der erzeugte Eisenschwamm hat eine Reinheit von 80 bis 95 % und wird entweder zur Herstellung von [[Sonderstahl|Sonderstählen]] oder als Eisenpulver für die [[Pulvermetallurgie]] genutzt.<ref name="Amit Chatterjee" />

Bei der Eisenerzeugung in Drehgefäßen oder im [[Drehrohrofen]] kommen Verfahren wie das 1930 entwickelte [[Krupp-Rennverfahren]] oder Weiterentwicklungen wie das [[Krupp-Eisenschwammverfahren]],<ref name="Hermann Schenck">{{Literatur |Autor=Hermann Schenck |Titel=Reduktion von Eisenerzen mit Öl und Erdgas |Verlag=VS Verlag für Sozialwissenschaften |Datum=2013 |Seiten=12 |Online={{Google Buch |BuchID=kdDPBgAAQBAJ |Seite=12}}}}</ref> das 1964 von der '''R'''epublic Steel Corporation und der '''N'''ational Lead Corporation gemeinsam mit der '''S'''teel Company of Canada und der '''L'''urgi Gesellschaft für Chemie und Hüttenwesen entwickelte [[SL/RN-Verfahren]] zum Einsatz. Eingebracht werden hier Stückerz oder Pellets zusammen mit Kalkstein oder Dolomit in bis zu 110&nbsp;m lange Drehrohröfen, die mit Braunkohle, Koksofengas oder Heizöl auf bis zu 1050&nbsp;°C aufgeheizt werden. Erzeugt wird Eisenschwamm mit einer Reinheit von 85 bis über 90 %.<ref name="Amit Chatterjee" /> Eine Variante davon ist das bei der [[Stora Kopparbergs bergslag]] in Schweden entwickelte [[Dored-Verfahren]] (Domnarf-Reduktions-Verfahren). Bei diesem wird vorgewärmtes Eisenerz mit Kohle oder Koks auf einem Roheisensumpf in einen Drehrohrofen eingebracht. Durch Einblasen von reinem [[Sauerstoff]] wird das im Reduktionsgas enthaltene Kohlenstoffmonoxid zu Kohlenstoffdioxid verbrannt, der Drehrohrofen auf etwa 1300 bis 1350&nbsp;°C aufgeheizt und so flüssiges Roheisen erzeugt.<ref name="Hermann Sicius" />

Bei der Eisenerzeugung im [[Wirbelschicht]]reaktor wird Eisenschwamm aus feinkörnigem Eisenerz erzeugt, das entweder mit eingeblasenem Wasserstoff, [[Erdgas]] oder Raffinerierestgas aufgewirbelt und reduziert wird. Dafür kommen zum Beispiel das [[Finex]]-Verfahren, das von der [[DynCorp#Firmengeschichte|Hydrocarbon Research Inc.]] (USA) entwickelte [[H-Iron-Verfahren]] oder das ab 1955 von der Esso Research & Engineering Company (einer Tochterfirma der [[Standard Oil Company]]), New York entwickelte [[FIOR-Verfahren]] (Fluid Iron Ore Reduction) zum Einsatz.<ref name="Hermann Sicius" /><ref name="Arabinda Sarangi, Bidyapati Sarangi">{{Literatur |Autor=Arabinda Sarangi, Bidyapati Sarangi |Titel=Alternative Routes to Iron Making |Verlag=Prentice Hall India Pvt., Limited |Datum=2016 |ISBN=978-81-203-5119-6 |Seiten=256 |Online={{Google Buch |BuchID=jOpwCwAAQBAJ |Seite=256}}}}</ref>

Zur Eisenerzeugung im [[Elektroofen]] ohne Vorwärmung und Vorreduktion der Einsatzstoffe im [[Niederschachtofen]] kommen das 1925 entwickelte [[Tysland-Hole-Verfahren]] und das [[Demag-Verfahren]] zum Einsatz.<ref name="Ernest Arthur Boas">{{Literatur |Autor=Ernest Arthur Boas |Titel=Die eisenschaffende Industrie Brasiliens |Verlag=Duncker & Humblot |Datum=1957 |ISBN=3-428-00208-3 |Seiten=106 |Online={{Google Buch |BuchID=f7C1YTE6O8EC |Seite=106}}}}</ref> Das [[Elektrokemisk-Verfahren]] und [[Strategic-Udy-Verfahren]] benötigen dagegen die Vorwärmung und Vorreduktion des Erzes durch Drehrohröfen. Die Eisenerzeugung in Elektroöfen lohnt nur, wenn Strom in ausreichender Menge und kostengünstig bereitgestellt werden kann. Je nach Güte von Eisenerz und Kohlenstoffträger liegt der Energieverbrauch zwischen 2000 und 2500&nbsp;kWh pro Tonne Roheisen.<ref name="Hermann Sicius" />

Weltweit sind nach dem Jahr 2000 nur mehr das Midrex- und das Energiron-Direktreduktionverfahren von wirtschaftlicher Bedeutung.<ref name="vdi-nachrichten.com">[https://www.vdi-nachrichten.com/technik/werkstoffe/direktreduktion-diese-technik-wird-den-hochofen-beerben/ Direktreduktion: Diese Technik wird bei Thyssenkrupp und Co. den Hochofen beerben], VDI nachrichten, abgerufen am 18. Februar 2023.</ref><ref name="Can Yilmaz" />

==== Thermitreaktion ====
{{Hauptartikel|Thermitreaktion}}

Die [[Verbrennung (Chemie)|Zündung]] eines Gemisches aus [[Aluminium]]pulver und [[Eisen(III)-oxid]] liefert über die Thermitreaktion flüssiges metallisches Eisen:<ref name="HoWi1334">{{Holleman-Wiberg |Auflage=102 |Startseite=1334 |Endseite=1334}}</ref>

<chem>Fe2O3 + 2Al -> 2Fe + Al2O3</chem>

Die Reaktion hat zur Eisengewinnung aus Erz keine Bedeutung, unter anderem, weil das erforderliche Aluminium eine erhebliche Menge an Elektroenergie für seine Herstellung benötigt. Das aluminothermische Schweißen wiederum nutzt die bei der Reduktion des Eisenoxids mittels Aluminium übrigbleibende Energie des flüssigen Eisens zum Schmelzschweißen unter anderem von [[Schiene (Bahn)|Eisenbahnschienen]].<ref name="HoWi1334" />

==== Pyrophores Eisen ====
[[Pyrophor]]es Eisen lässt sich durch thermisches Zersetzen von [[Eisen(II)-oxalat]] im Reagenzglas darstellen. Bringt man das abgekühlte Reaktionsgemisch mit Luft in Berührung, indem man es auf ein Stück [[Zunder]] gibt, entzünden sich die enthaltenen feinen Eisenpartikel und bringen den Zunder zum Glimmen.

=== Stahlproduktion ===
{{Hauptartikel|Stahlerzeugung}}
Im γ-Eisen ist Kohlenstoff bis maximal 2,06 % löslich, [[Stahl]] enthält 0 bis 2 % Kohlenstoff, er ist schmied- und walzbar, jedoch erst ab 0,5 % Kohlenstoff ist er [[Härten (Eisenwerkstoff)|härtbar]]. Liegt der Wert darunter, handelt es sich um nicht härtbaren Stahl oder Schmiedeeisen.<ref name="Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg, Karl Heinz Büchel, Hans-Heinrich Moretto, Dietmar Werner">{{Literatur |Autor=Martin Bertau, Armin Müller, Peter Fröhlich, Michael Katzberg, Karl Heinz Büchel, Hans-Heinrich Moretto, Dietmar Werner |Titel=Industrielle Anorganische Chemie |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2013 |ISBN=978-3-527-64958-7 |Seiten=252 |Online={{Google Buch |BuchID=XZR4AAAAQBAJ |Seite=252}}}}</ref>

Zur [[Stahlerzeugung]] wurden verschiedene [[Verfahrenstechnik|Verfahren]] entwickelt, darunter [[Pfützenofen|Pfützenöfen]], [[Bessemer-Verfahren|Bessemer-Konverter]], Öfen mit offener Feuerstelle, Sauerstoffbasisöfen und [[Lichtbogenofen|Lichtbogenöfen]]. In allen Fällen besteht das Ziel darin, einen Teil oder den gesamten Kohlenstoff zusammen mit anderen Verunreinigungen zu [[Oxidation|oxidieren]]. Andererseits können andere Metalle zugesetzt werden, um legierte Stähle herzustellen.<ref name="Holleman-Wiberg">{{Holleman-Wiberg |Auflage=102 |Startseite=1637 |Endseite=1642}}</ref>

Je nach Verfahren wird dabei die eventuell entstandene [[Entschwefelung (Eisenschmelze)|Entschwefelungsschlacke]] abgezogen oder abgestochen und das Roheisen dann zur Herstellung von Stahl in einem Konverter ([[Sauerstoffblasverfahren]], [[Windfrischverfahren]] wie das [[Thomas-Verfahren]], [[Herdfrischverfahren]] wie das [[Siemens-Martin-Verfahren]]) unter Zusatz von Branntkalk und Einblasen von Luft oder Sauerstoff [[Oxidation|oxidierend]] verblasen. Dabei wird Silicium zu Siliciumdioxid und Kohlenstoff zu Kohlenstoffdioxid verbrannt. Der Phosphor wird als [[Calciumphosphat]] gebunden. Das flüssige Eisen hat danach eine Temperatur von etwa 1600&nbsp;°C. Es enthält soviel Sauerstoff, dass beim Erstarren aus verbliebenem Kohlenstoff Kohlenstoffmonoxidblasen entstehen. Beim meist verwendeten [[Stranggießen]] ist dies unerwünscht. Beim Abstechen des Stahls aus dem Konverter in die Gießpfanne wird daher Aluminium zugegeben, um den Sauerstoff als Aluminiumoxid zu binden. Bei hohen Anforderungen an die Qualität des Stahls folgen auf den Konverterprozess noch weitere Verfahrensschritte, etwa eine Vakuumbehandlung ([[Sekundärmetallurgie]]).<ref name="Holleman-Wiberg" />

Alternativ kann [[Roheisen]] auch mit anderen Verfahren wie dem [[Puddelverfahren|Puddelprozess]] oder [[Tempern]] sowie [[Schmiedeeisen]] (handelsübliches reines Eisen) durch [[Zementation]] zu [[Stahl]] (mit bis zu 2 % [[Kohlenstoff]]) verarbeitet werden.<ref name="Holleman-Wiberg" />

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Binding energy curve - common isotopes-de.svg|mini|[[Bindungsenergie|Kernbindungsenergie]] in Abhängigkeit von der Kernmasse: Kurvenmaximum in der Nähe von <sup>56</sup>Fe]]
[[Datei:Lattice body centered cubic.svg|mini|links|Kubisch-raumzentrierte Elementarzelle eines Eisenkristalls]]
[[Datei:Iron-alpha-pV-de.svg|mini|Molvolumen als Funktion des Drucks für α-Eisen bei Zimmertemperatur]]
[[Datei:Pure iron phase diagram (DE).svg|mini|links|[[Phasendiagramm]] von Eisen]]
[[Datei:Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg|mini|Hochreines (99,97 %+) [[Elektrolyse|elektrolytisch]] hergestelltes Eisen]]

Chemisch reines Eisen ist ein silberweißes, verhältnismäßig weiches, dehnbares, recht reaktionsfreudiges Metall mit einer Dichte von 7,873&nbsp;g/cm³, welches bei 1539 ±&nbsp;1&nbsp;°C schmilzt (hochreines Eisen in Helium bei Atmosphärendruck<ref name="Swartzendruber" /><ref name="Roeser" />) und bei 3070&nbsp;°C siedet.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Technisch reines Eisen schmilzt bei 1534 ±&nbsp;2&nbsp;°C.<ref name="Roeser" /> Der aus dem Dampfdruck berechnete Siedepunkt von hochreinem Eisen<ref>{{Literatur |Autor=B. E. Hopkins |Titel=The Preparation and Properties of High-Purity Iron |Sammelwerk=Metallurgical Reviews |Band=1 |Nummer=1 |Datum=1956 |Seiten=117–155 |DOI=10.1179/mtlr.1956.1.1.117}}</ref> wird bei technisch reinem Eisen mit 2860 °C deutlich niedriger angegeben,<ref name="Michael F. Ashby">{{Literatur |Autor=Michael F. Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon |Titel=Materials |Verlag=Elsevier Science |Datum=2013 |ISBN=978-0-08-099435-2 |Seiten=597-IA35 |Online={{Google Buch |BuchID=sqaH1CNY2isC |Seite=597-IA35}}}}</ref> wobei die in der Literatur angegebenen Werte teilweise deutlich voneinander abweichen.<ref name="A. E. van Arkel">{{Literatur |Autor=A. E. van Arkel, K. Lins |Titel=Reine Metalle |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=1939 |Seiten=312 |Online={{Google Buch |BuchID=EAezBgAAQBAJ |Seite=312}}}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=W. Pepperhoff, M. Acet |Titel=Konstitution und Magnetismus des Eisens und seiner Legierungen |Verlag=Springer |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2000 |ISBN=3-642-59765-3 |Kapitel=Struktur des Eisens |Seiten=1–14 |DOI=10.1007/978-3-642-59765-7_1}}</ref><ref name="Zhang">Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: ''Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.'' In: ''[[Journal of Chemical & Engineering Data]].'' Band 56, 2011, S.&nbsp;328–337 ([[doi:10.1021/je1011086]]).</ref> Im Vakuum unterhalb eines Druckes von 10<sup>−5</sup>&nbsp;[[mmHg]] [[Sublimation (Phasenübergang)|sublimiert]] Eisen zwischen 1100 und 1200&nbsp;°C.<ref name="A. E. van Arkel" />

Das durchschnittliche Eisenatom hat etwa die 55-fache Masse eines [[Wasserstoff]]atoms. Der Atomkern des Eisen[[isotop]]s <sup>56</sup>Fe weist einen der größten [[Massendefekt]]e und damit eine der höchsten Bindungsenergien pro [[Nukleon]] aller Atomkerne auf. Deshalb wird es als Endstufe bei der Energieerzeugung durch [[Nukleosynthese|Kernfusion in den Sternen]] betrachtet. Den absolut höchsten Massendefekt hat jedoch <sup>62</sup>[[Nickel|Ni]], gefolgt von <sup>58</sup>Fe, und erst auf dem dritten Platz folgt <sup>56</sup>Fe.<ref>{{Literatur |Autor=M. P. Fewell |Titel=The atomic nuclide with the highest mean binding energy |Sammelwerk=[[American Journal of Physics]] |Band=63 |Nummer=7 |Datum=1995 |Seiten=653–658 |Sprache=en |DOI=10.1119/1.17828}}</ref><ref>G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: ''The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties.'' In: ''Nuclear Physics.'' Band A 729, 2003, S.&nbsp;3–128. [[doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001]]. ([http://amdc.in2p3.fr/nubase/nubase2003/Nubase2003.pdf PDF]; 1,0&nbsp;MB).</ref>

Bei Raumtemperatur ist die einzig stabile [[Allotropie|allotrope]] [[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|Modifikation]] des reinen Eisens das [[Ferrit (Phase)|Ferrit]] oder α-Eisen. Diese Modifikation kristallisiert in einer [[Kubisches Kristallsystem|kubisch-raumzentrierten]] Kristallstruktur ([[Wolfram]]-Typ) in der {{Raumgruppe|Im-3m|lang}} mit dem [[Gitterparameter]] a&nbsp;=&nbsp;286,6&nbsp;pm sowie zwei [[Formeleinheit]]en pro [[Elementarzelle]]. Diese Modifikation ist unterhalb von 910&nbsp;°C stabil. Oberhalb dieser Temperatur wandelt es sich in die γ-Modifikation oder [[Austenit (Phase)|Austenit]] um. Diese besitzt eine kubisch-flächenzentrierte Struktur ([[Kupfer]]-Typ) mit der Raumgruppe&nbsp;{{Raumgruppe|Fm-3m|kurz}} und dem Gitterparameter a&nbsp;=&nbsp;364,7&nbsp;pm.<ref name="François Cardarelli">{{Literatur |Autor=François Cardarelli |Titel=Materials Handbook A Concise Desktop Reference |Verlag=Springer Science & Business Media |Datum=2008 |ISBN=978-1-84628-669-8 |Seiten=65 |Online={{Google Buch |BuchID=PvU-qbQJq7IC |Seite=65}}}}</ref> Sie weist eine geringfügig höhere Dichte als α-Eisen auf.<ref name="Ping Hu">{{Literatur |Autor=Ping Hu, Ning Ma, Li-zhong Liu, Yi-guo Zhu |Titel=Theories, Methods and Numerical Technology of Sheet Metal Cold and Hot Form... |Verlag=Springer London |Datum=2012 |ISBN=978-1-4471-4099-3 |Seiten=79 |Online={{Google Buch |BuchID=qmQZxO3G_bEC |Seite=79}}}}</ref> Eine dritte Strukturänderung erfolgt bei 1390&nbsp;°C, oberhalb dieser Temperatur bis zum Schmelzpunkt bei 1539&nbsp;°C ist wieder das kubisch-raumzentrierte δ-Ferrit stabil.<ref name="François Cardarelli" /> Bei hohem Druck finden ebenfalls [[Phasenübergang|Phasenübergänge]] statt: bei Drücken von mehr als etwa 10 bis 15&nbsp;GPa und Temperaturen von höchstens einigen hundert Grad Celsius wandelt sich α-Eisen um in ε-Eisen, dessen Kristallgitter eine hexagonal dichteste Kugelpackung (hcp) ist; bei höheren Temperaturen bis hin zum Schmelzpunkt findet eine entsprechende Umwandlung von γ-Eisen zu ε-Eisen statt, wobei der Druck des Phasenübergangs mit der Temperatur steigt. Darüber hinaus gibt es möglicherweise einen weiteren Phasenübergang von ε-Eisen nach β-Eisen, der bei etwa 50&nbsp;GPa und mehr als 1500&nbsp;K liegt; die Existenz dieser β-Phase ist umstritten, und auch zu ihrer Kristallstruktur gibt es verschiedene Befunde, unter anderem eine orthorhombische oder eine doppelte hcp-Struktur.<ref name="beta-iron">{{Literatur |Autor=Reinhard Boehler |Titel=High-pressure experiments and the phase diagram of lower mantle and core materials |Sammelwerk= [[Reviews of Geophysics]] |Band=38 |Verlag=American Geophysical Union |Datum=2000 |Seiten=221–245 |DOI=10.1029/1998RG000053}}</ref> Diese Vielfalt der Erscheinungsformen wird die „Polymorphie des Eisens“ genannt.<ref name="Schubert" />

Das Fehlen einer β-Phase in der Standard-Nomenklatur der Eisenallotrope<ref name="phase-dia-iron-eicore">{{cite journal |first=Tateno, S. |last=Hirose, K. |title=The Structure of Iron in Earth's Inner Core |journal=Science |volume=330 |pages=359–361 |publisher=American Association for the Advancement of Science |date=2010 |doi=10.1126/science.1194662 |issue=6002 |pmid=20947762 |bibcode=2010Sci...330..359T |s2cid=206528628 }}</ref><ref name="fe-innercore-stability">{{cite journal |first=Gaminchev |last=Chamati |title=Dynamic stability of Fe under high pressure |journal=Journal of Physics |volume=558 |pages=012013 |publisher=IOP Publishing |date=2014 |doi=10.1088/1742-6596/558/1/012013 |issue=1 |bibcode=2014JPhCS.558a2013G}}</ref> rührt daher, dass früher angenommen wurde, dass die Änderung des [[Magnetismus]] am [[Curie-Temperatur|Curiepunkt]] bei 766&nbsp;°C von [[Ferromagnetismus|Ferro-]] auf [[Paramagnetismus]] mit einer Strukturänderung einhergehe und somit eine weitere Modifikation zwischen 766 und 910&nbsp;°C existiere, die als β-Modifikation oder β-Eisen bezeichnet wurde. Dies stellte sich jedoch nach genaueren Messungen als falsch heraus.<ref name="Holleman-Wiberg" />

Die Löslichkeit von Kohlenstoff in α-Eisen ist sehr gering und beträgt maximal 0,018 % bei 738&nbsp;°C, wie aus dem [[Eisen-Kohlenstoff-Diagramm]] hervorgeht. Wesentlich mehr Kohlenstoff (bis zu 2,1 % bei 1153&nbsp;°C) vermag sich in γ-Eisen zu lösen. In geschmolzenem Eisen beträgt die Löslichkeit von Kohlenstoff bei 1153&nbsp;°C etwa 4,3 %, wobei diese mit steigender Temperatur noch zunimmt. Kühlt eine solche Eisenschmelze mit einem Kohlenstoffgehalt von über 4,3 % ab, scheidet sich aus ihr der überschüssige Kohlenstoff je nach Abkühlgeschwindigkeit als Graphit oder [[Zementit]] ab.<ref name="Holleman-Wiberg" />

Der Schmelzpunkt des Eisens ist experimentell nur für Drücke von bis zu etwa 50&nbsp;GPa gut bestimmt. Bei höheren Drücken liefern verschiedene experimentelle Techniken stark unterschiedliche Ergebnisse. So lokalisieren verschiedene Studien den γ-ε-[[Tripelpunkt]] bei Drücken, die sich um mehrere Dutzend Gigapascal unterscheiden, und liegen bei den Schmelztemperaturen unter hohem Druck um 1000&nbsp;K und mehr auseinander. Im Allgemeinen ergeben molekulardynamische Modellrechnungen und Schockexperimente höhere Temperaturen und steilere Schmelzkurven als statische Experimente in Diamantstempelzellen.<ref name="melting">{{Literatur |Autor=Reinhard Boehler, M. Ross |Hrsg=Elsevier |Titel=Mineral Physics |Reihe=Treatise on Geophysics |BandReihe=2 |Datum=2007 |Kapitel=Properties of Rocks and Minerals – High-Pressure Melting |Seiten=527–541}}</ref>

Das [[Eisenlinien (Physik)|Spektrum von Eisen]] zeigt [[Spektrallinie]]n in allen Spektralbereichen.<ref>{{Literatur |Titel=Die chemische Zusammensetzung unentwickelter Sterne der Spektraltypen A und F |Seiten=32, 55 |Online={{Google Buch |BuchID=k0hiTVlSAtkC |Seite=32}}}}</ref> In der Astronomie, genauer in der Röntgenastronomie, sind die im Röntgenbereich liegenden starken Emissionslinien von neutralem Eisen von großem Interesse. Astronomen beobachten sie in [[Aktiver Galaxienkern|aktiven galaktischen Kernen]], [[Röntgendoppelstern]]en, [[Supernova]]e und [[Schwarzes Loch|Schwarzen Löchern]].<ref name="spektrum.de">Lexikon der Astronomie: [https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/eisenlinie/92 Eisenlinie – Lexikon der Astronomie], abgerufen am 11. Februar 2018.</ref>

=== Magnetische Eigenschaften ===
[[Datei:Magnetization curves.svg|mini|links|[[Magnetisierung]]skurven von 9 [[Ferromagnetismus|ferromagnetischen]] Materialien.<br />1. [[Stahlblech]], 2. [[Elektroblech]],<br />3. [[Gussstahl]], 4. [[Wolframstahl]],<br />5. [[Magnetstahl]], 6. [[Gusseisen]], 7. [[Nickel]], 8. [[Cobalt]], 9. [[Magnetit]]<ref>{{Literatur |Autor=Charles Steinmetz |Hrsg=McGraw-Hill |Titel=Theory and Calculation of Electric Circuits |Datum=1917 |Fundstelle=Fig. 42}}</ref>]]
Als Übergangsmetall besitzt Eisen in jedem Atom ein permanentes magnetisches Moment.<ref name="Hans Berns, Werner Theisen">{{Literatur |Autor=Hans Berns, Werner Theisen |Titel=Eisenwerkstoffe Stahl Und Gusseisen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2012 |ISBN=978-3-642-31923-5 |Seiten=118 |Online={{Google Buch |BuchID=aSIcHcdEJpkC |Seite=118}}}}</ref> Unterhalb seines [[Curie-Temperatur|Curie-Punktes]] von 770&nbsp;°C wechselt α-Eisen von [[Paramagnetismus|paramagnetisch]] zu [[Ferromagnetismus|ferromagnetisch]]: Die [[Spin]]s der beiden ungepaarten [[Elektron]]en in jedem [[Atom]] richten sich im Allgemeinen nach den Spins seiner Nachbarn aus, wodurch ein [[Magnetismus|magnetisches]] Gesamtfeld entsteht.<ref name="cullity">{{Literatur |Autor=B. D. Cullity, C. D. Graham |Titel=Introduction to Magnetic Materials, 2nd |Verlag=Wiley–IEEE |Ort=New York |Datum=2008 |ISBN=978-0-471-47741-9 |Seiten=116 |Online=https://books.google.com/books?id=ixAe4qIGEmwC&pg=PA116&lpg=PA116}}</ref> Dies geschieht, weil die [[Atomorbital|Orbitale]] dieser beiden Elektronen (d<sub>''z''<sup>2</sup></sub> und d<sub>''x''<sup>2</sup> − ''y''<sup>2</sup></sub>) nicht auf benachbarte Atome im Gitter zeigen und daher nicht an der [[Metallische Bindung|Metallbindung]] beteiligt sind.<ref name="Greenwood1075">Greenwood and Earnshaw, S. 1075–1079.</ref>

In Abwesenheit einer externen Magnetfeldquelle werden die Atome spontan auf [[Weiss-Bezirk|magnetische Domänen]] mit einem Durchmesser von etwa 10 Mikrometern verteilt.<ref name="Metallo">{{Literatur |Autor=B. L. Bramfitt, Arlan O. Benscoter |Titel=Metallographer's guide: practice and procedures for irons and steels |Verlag=ASM International |Datum=2002 |ISBN=0-87170-748-9 |Kapitel=The Iron Carbon Phase Diagram |Seiten=24–28 |Online={{Google Buch |BuchID=hoM8VJHTt24C |Seite=PA24}}}}</ref> Dies sind durch [[Bloch-Wand|Blochwände]] begrenzte Kristallbereiche ([[Weiss-Bezirk|Weissschen Bezirken]]). Wegen der regellosen Orientierung dieser magnetischen Domänen ist äußerlich kein Moment wirksam. Somit hat ein [[Mikroskopisch und makroskopisch|makroskopisches]] Stück reinen α-Eisens ein Gesamtmagnetfeld von nahezu Null.<ref name="Hans Berns, Werner Theisen" />

Eine andere Möglichkeit stellt die antiparallele Anordnung der Momente in Eisenlegierungen unterhalb der [[Néel-Temperatur]] T<sub>N</sub> dar ([[Antiferromagnetismus]]). Hier kompensieren sich die Momente bereits auf atomarer Ebene. Während im para- und antiferromagnetischen Zustand durch technisch übliche äußere Magnetfelder keine nennenswerte Polarisierung zu erreichen ist, gelingt dies im ferromagnetischen Zustand leicht durch Wanderung der Blochwände und Drehung der Polarisationsrichtung der Domänen.<ref name="Hans Berns, Werner Theisen" />

Das Anlegen eines externen Magnetfelds bewirkt, dass jene Domänen, die in der gleichen allgemeinen Richtung [[Magnetisierung|magnetisiert]] sind, auf Kosten benachbarter Domänen wachsen, die in andere Richtungen weisen, wodurch das externe Feld verstärkt wird. Dieser Effekt wird in Elektrogeräten ausgenutzt, die Magnetfelder kanalisieren müssen, etwa elektrischen [[Transformator]]en, Magnetaufzeichnungsköpfen und [[Elektromotor]]en. Verunreinigungen, [[Gitterfehler]] oder [[Korngrenze|Korn-]] und Partikelgrenzen können die Domänen an den neuen Positionen „fixieren“, so dass der Effekt auch nach dem Entfernen des äußeren Feldes bestehen bleibt und das Eisenobjekt somit zu einem [[Dauermagnet]]en wird.<ref name="cullity" /> Dieser Magnetismus verliert sich bei reinem α-Eisen nach Entfernen des äußeren magnetischen Feldes wieder, ist also nur temporär. Dagegen besitzt kohlenstoffhaltiges Eisen, besonders Stahl, einen permanenten Magnetismus, der nach Entfernen des magnetischen Feldes erhalten bleibt.<ref name="Holleman-Wiberg" />

Ein ähnliches Verhalten zeigen einige Eisenverbindungen wie die [[Ferrite]] und das Mineral [[Magnetit]], eine kristalline Form des gemischten [[Eisen(II,III)-oxid]]s (obwohl der atomare Mechanismus, der Ferrimagnetismus, etwas anders ist). Magnetitstücke mit natürlicher Dauermagnetisierung ([[Magneteisenstein]]e) waren die frühesten [[Kompass]]e für die Navigation. Magnetitteilchen wurden ausgiebig in magnetischen Aufzeichnungsmedien wie [[Kernspeicher]]n, [[Magnetband|Magnetbändern]], [[Diskette]]n und Platten verwendet, bis sie durch Material auf [[Cobalt|Kobaltbasis]] ersetzt wurden.

=== Chemische Eigenschaften ===
{| class="wikitable float-right" style="clear:right; margin-left:1em; margin-top:0;"
|-
! colspan="3"|Oxidationszustände von Eisen
|-
|
|Beispiele
|Bemerkung
|-
| −2 || [Fe(CO)<sub>4</sub>]<sup>2−</sup>, [Fe(CO)<sub>2</sub>(NO)<sub>2</sub>]
|
|-
| −1 || [Fe<sub>2</sub>(CO)<sub>8</sub>]<sup>2−</sup>
|
|-
|style="text-align:right"| 0 || Fe(CO)<sub>5</sub>, Fe<sub>2</sub>(CO)<sub>9</sub>, Fe<sub>3</sub>(CO)<sub>12</sub>
|
|-
| +1 || [Fe(H<sub>2</sub>O)<sub>5</sub>NO]<sup>2+</sup>
|äußerst ungewöhnlich.<br />([[Ringprobe]], Nachweis von NO<sub>3</sub><sup>−</sup>)
|-
| +2 ||[[Eisen(II)-chlorid|FeCl<sub>2</sub>]], [[Eisen(II)-sulfat|FeSO<sub>4</sub>]], [[Eisen(II)-oxid|FeO]],<br />[[Eisen(II)-hydroxid|Fe(OH)<sub>2</sub>]], [[Ferrocen]]
|quasi-Abgabe der 4s-Elektronen
|-
| '''+3'''||[[Eisen(III)-chlorid|FeCl<sub>3</sub>]], [[Eisen(III)-oxid|Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]], [[Eisen(III)-nitrat|Fe(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>]], [[Eisen(III)-hydroxidoxid|FeO(OH)]]
|Hauptoxidationszahl,<br />quasi-Abgabe der 4s-Elektronen und<br />gleichmäßige Besetzung der 3d-Orbitale<br />durch Abgabe eines 3d-Elektrons;<br />diese Ionen sind fast farblos.
|-
| +4 || Li<sub>2</sub>FeO<sub>3</sub>, BaFeO<sub>3</sub>
|kommt auch in den Katalysezyklen<br />einiger Enzyme vor<br />(z.&nbsp;B. [[Cytochrom-c-Oxidase]],<br />[[Cytochrom P450]], [[Peroxidasen]])
|-
| +5 || FeO<sub>4</sub><sup>3−</sup>
|
|-
| +6 ||[[Kaliumferrat|K<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>]], [[Bariumferrat(VI)|BaFeO<sub>4</sub>]]
|selten
|}
Eisen ist beständig an trockener Luft, in luft- und kohlenstoffdioxidfreiem Wasser, in Laugen,<ref name="Holleman-Wiberg" /> in trockenem [[Chlor]] sowie in konzentrierter [[Schwefelsäure]], konzentrierter [[Salpetersäure]] und basischen [[Reagens|Agenzien]] (außer heißer [[Natronlauge]]) mit einem pH-Wert größer als 9. Diese Beständigkeit rührt von der Anwesenheit einer zusammenhängenden Oxid-Schutzhaut her. An Luft entsteht bei Raumtemperatur auf frisch poliertem Eisen in wenigen Minuten eine etwa 2&nbsp;nm dicke Oxidschicht, die nach fünf Tagen auf etwa 6&nbsp;nm angewachsen ist. Das Wachstum dieser Schichten erfolgt bei einigen Legierungen, etwa auf chromhaltigen Stählen, sehr viel langsamer.<ref>{{Literatur |Autor=H. Schmitz, W. Jäniche |Titel=Werkstoffkunde Stahl |Verlag=Springer |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=1984 |ISBN=3-642-82091-3 |Seiten=443 |Online={{Google Buch |BuchID=iHqnBgAAQBAJ |Seite=443}}}}</ref> In nichtoxidierenden Säuren wie [[Salzsäure]] sowie verdünnter Schwefel- oder Salpetersäure löst sich Eisen rasch unter Entwicklung von [[Wasserstoff]].<ref name="Wissenschaft-Online">Wissenschaft-Online-Lexika: ''[https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/eisen/2762 Eintrag zu Eisen im Lexikon der Chemie],'' abgerufen am 14. November 2019.</ref><ref name="Holleman-Wiberg" />
:<chem>Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2</chem>
Von Wasser wird es oberhalb von 500&nbsp;°C, ebenso von heißen Laugen in umkehrbarer Reaktion zersetzt:<ref name="Holleman-Wiberg" />
:<chem>3Fe + 4H2O <-> Fe3O4 + 4H2</chem>
:<chem>Fe + 4OH^- +2H2O <-> [Fe(OH)_6]^{4-}{} + H2</chem>
Konzentrierte Natronlauge greift Eisen auch unter Luftabschluss an, dieses geht dabei unter Hydroxoferrat(II)-Bildung in Lösung. An feuchter Luft und in Wasser, das Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid enthält, wird Eisen leicht unter Bildung von [[Eisen(III)-hydroxidoxid|Eisenoxidhydrat]] ''([[Rost]]en)'' oxidiert. Da die dabei entstehende Oxidschicht weich und porös ist, kann der Rostvorgang ungehindert fortschreiten. Besonders aggressiv verhält sich elektrolythaltiges Meerwasser oder SO<sub>2</sub>-haltiges Wasser in Industriegebieten. Wird Eisen an trockener Luft erhitzt, so bildet sich eine dünne Schicht von [[Eisen(II,III)-oxid]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>, ''[[Eisen(II,III)-oxid|Eisenhammerschlag]]''), die durch [[Dünnschichtinterferenz]] stark gefärbt erscheint (''[[Anlassen]]''). Bestimmte Temperaturen erzeugen spezifische Oxidschichtstärken und die Farbe kann zur Beurteilung der Anlasstemperatur verwendet werden.<ref>{{Literatur |Hrsg=Alfred Böge |Titel=Das Techniker-Handbuch |Auflage=13., überarbeitete |Verlag=Vieweg |Ort=Braunschweig |Datum=1992 |ISBN=3-528-14053-4 |Seiten=523}}</ref> Sehr fein verteiltes, ''[[pyrophor]]es'' Eisen reagiert schon bei Raumtemperatur mit Sauerstoff aus der Luft unter Feuererscheinung. Brennende Stahlwolle reagiert in feuchtem Chlor-Gas kräftig unter Bildung von braunen [[Eisen(III)-chlorid]]-Dämpfen. Wird ein Gemisch aus Eisen- und Schwefelpulver (im Gewichtsverhältnis 7:4) erhitzt, so entsteht vorwiegend [[Eisen(II)-sulfid]].<ref name="römppol">{{RömppOnline |ID=RD-05-00418 |Name=Eisen |Abruf=2014-05-26}}</ref> Mit weiteren Nichtmetallen wie [[Phosphor]], [[Silicium]], [[Schwefel]] und [[Kohlenstoff]] bildet Eisen bei erhöhter Temperatur jeweils [[Phosphide]], [[Silicide]], [[Sulfide]] oder [[Carbide]].<ref name="Wissenschaft-Online" /><ref name="Holleman-Wiberg" /> Eisen bildet mit Wasserstoff keine unter Normalbedingungen stabilen binären Hydride, wirkt aber als Hydrierungskatalysator. Es bildet jedoch ternäre Hydride oder Donoraddukte.<ref name="Holleman-Wiberg" />

=== Geruch des Eisens ===
Reines Eisen ist geruchlos. Der typische, als metallisch klassifizierte Geruch, der entsteht, wenn Eisengegenstände berührt werden, wird verursacht durch eine chemische Reaktion von Stoffen des Schweißes und des Fetts der Haut mit den sich dabei bildenden zweiwertigen Eisenionen.<ref>D. Glindemann, A. Dietrich, H.-J. Staerk, P. Kuschk: ''Die zwei Gerüche des Eisens bei Berührung und unter Säureeinwirkung – (Haut)Carbonylverbindungen und Organophosphine.'' In: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]].'' Band 118, Nr. 42, 2006, S.&nbsp;7163–7166 ([[doi:10.1002/ange.200602100]]).</ref>

Einer der wichtigsten Duftträger ist [[1-Octen-3-on]], das noch in großer Verdünnung pilzartig-metallisch riecht.<ref name="W. Ternes">{{Literatur |Autor=W. Ternes |Titel=Biochemie der Elemente: Anorganische Chemie biologischer Prozesse |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2012 |ISBN=978-3-8274-3020-5 |Seiten=108,127 |Online={{Google Buch |BuchID=oGbcB9cJdi0C |Seite=108}}}}</ref> Dieser macht etwa ein Drittel des Geruchs aus. Der Rest sind andere Aldehyde und Ketone. Vorstufe der Geruchsstoffe sind Lipidperoxide.<ref name="Wolfgang Mücke, Christa Lemmen">{{Literatur |Autor=Wolfgang Mücke, Christa Lemmen |Titel=Duft und Geruch Wirkungen und gesundheitliche Bedeutung von Geruchsstoffen |Verlag=ecomed-Storck GmbH |Datum=2010 |ISBN=978-3-609-16436-6 |Seiten=76 |Online={{Google Buch |BuchID=qUuV1--xoDEC |Seite=76}}}}</ref> Diese entstehen, wenn Hautfette durch bestimmte [[Enzym]]e oder nichtenzymatische Prozesse (zum Beispiel UV-Anteil des Lichts) oxidiert werden. Diese Lipidperoxide werden dann durch die zweiwertigen Eisenionen zersetzt, wobei die Duftstoffe gebildet werden. Die zweiwertigen Eisenionen entstehen durch [[Korrosion]] des Eisens bei Berührung mit dem [[Schweiß|Handschweiß]], der korrosive organische Säuren und Chloride enthält.<ref name="Wolfgang Mücke, Christa Lemmen" />

Beim Verreiben von [[Blut]] auf der Haut entsteht ein ähnlicher Geruch, da Blut ebenfalls Eisen(II)-ionen enthält und diese durch ähnliche Reaktionen Geruchsstoffe bilden.<ref name="Wolfgang Mücke, Christa Lemmen" />

Von stark verrosteten Gegenständen (unter anderem Bildung von Eisen(III)-Verbindungen) geht bei Berührung kein metallischer Geruch aus, wie die Alltagserfahrung lehrt. In Übereinstimmung hiermit steht die Beobachtung, dass die Zersetzung von Lipidperoxiden nicht durch Eisen(III)-Ionen katalysiert wird.<ref name="Wolfgang Mücke, Christa Lemmen" />

=== Gefahrstoffkennzeichnung ===

{{Infobox Gefahrstoffkennzeichnung
| Name              = Eisenpulver
| ECHA-ID           = 
| CLH               = 
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG=8210|CAS=7439-89-6|Name=Eisen, Pulver|Abruf=2023-01-03}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02}}
| GHS-Signalwort  = Achtung
| H               = {{H-Sätze|228|252}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|210|235|240|241|280|403+235}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
}}

Während Eisen in massiver Form kein Gefahrstoff ist, können Eisenpulver [[Brennbarkeit|brennbar]], in feinst verteilter Form [[pyrophor]] sein. Entsprechend müssen solche Pulver mit einer zusätzlichen Gefahrstoffkennzeichnung versehen werden.<ref name="GESTIS" />

== Isotope ==
Eisen hat 27 Isotope und zwei [[Isomer (Kernphysik)|Kernisomere]], von denen vier natürlich vorkommende, stabile [[Isotop]]e sind. Sie haben die relativen Häufigkeiten: <sup>54</sup>Fe (5,8 %), <sup>56</sup>Fe (91,7 %), <sup>57</sup>Fe (2,2 %) und <sup>58</sup>Fe (0,3 %). Das Isotop <sup>60</sup>Fe hat eine [[Halbwertszeit]] von 2,62 Millionen Jahren,<ref name="rugel" /> <sup>55</sup>Fe von 2,737 Jahren und das Isotop <sup>59</sup>Fe eine von 44,495 Tagen.<ref name="nubase">G. Audi, F. G. Kondev, Meng Wang, W.J. Huang, S. Naimi: ''The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties.'' In: ''[[Chinese Physics C.]]'' 41, 2017, S.&nbsp;030001, [[doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001]] [https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf (Volltext)].</ref> Die restlichen Isotope und die beiden Kernisomere haben Halbwertszeiten zwischen weniger als 150&nbsp;ns und 8,275&nbsp;Stunden.<ref>Anna Schuh-Renner, Adam Fritsch, M. Heim, A. Shore, M. Thoennessen: ''Discovery of the Iron Isotopes.'' In: ''Atomic Data and Nuclear Data Tables.'' Band 96, 2010, S. 817–823. [[doi:10.1016/j.adt.2010.06.003]].</ref> Die Existenz von <sup>60</sup>Fe zu Beginn der Entstehung des Planetensystems konnte durch den Nachweis einer Korrelation zwischen den Häufigkeiten von <sup>60</sup>[[Nickel|Ni]], dem Zerfallsprodukt von <sup>60</sup>Fe, und den Häufigkeiten der stabilen Fe-Isotope in einigen Phasen mancher Meteorite (beispielsweise in den Meteoriten ''Semarkona'' und ''Chervony Kut''<ref name="Alan P. Dickin">{{Literatur |Autor=Alan P. Dickin |Titel=Radiogenic Isotope Geology |Verlag=Cambridge University Press |Datum=2018 |ISBN=978-1-107-09944-9 |Seiten=422 |Online={{Google Buch |BuchID=vDhFDwAAQBAJ |Seite=422}}}}</ref>) nachgewiesen werden. Möglicherweise spielte die freigesetzte Energie beim radioaktiven Zerfall von <sup>60</sup>Fe, neben der atomaren Zerfallsenergie des ebenfalls vorhandenen radioaktiven <sup>26</sup>[[Aluminium|Al]], eine Rolle beim Aufschmelzen und der Differenzierung der Asteroiden direkt nach ihrer Bildung vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Heute ist das ursprünglich vorhanden gewesene <sup>60</sup>Fe in <sup>60</sup>Ni zerfallen. Die Verteilung von Nickel- und Eisenisotopen in Meteoriten erlaubt es, die Isotopen- und Elementehäufigkeit bei der Bildung des Sonnensystems zu messen und die vor und während der Bildung des Sonnensystems vorherrschenden Bedingungen zu erschließen.<ref name="Heinrich D. Holland, Karl K. Turekian">{{Literatur |Autor=Heinrich D. Holland, Karl K. Turekian |Titel=Radioactive Geochronometry A derivative of the Treatise on Geochemistry |Verlag=Academic Press |Datum=2010 |ISBN=978-0-08-096708-0 |Seiten=50 |Online={{Google Buch |BuchID=0eIqULikz84C |Seite=50}}}}</ref><ref name="Harry Y. McSween, Jr, Gary R. Huss">{{Literatur |Autor=Harry Y. McSween, Jr, Gary R. Huss |Titel=Cosmochemistry |Verlag=Cambridge University Press |Datum=2010 |ISBN=978-1-139-48946-1 |Seiten=290 |Online={{Google Buch |BuchID=385nPZOXmYAC |Seite=290}}}}</ref> In Fossilien wurde <sup>60</sup>Fe nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass vor ca. 2,6 Millionen Jahren eine Supernovaexplosion in 150 Lichtjahren Entfernung stattgefunden hat, bei der dieses Nuklid erzeugt wurde.<ref>{{Internetquelle |autor=Nadja Podbregar |url=https://www.scinexx.de/news/kosmos/supernova-schuld-massenaussterben/ |titel=Supernova schuld an Massenaussterben? |werk=scinexx.de |datum=2018-12-23 |sprache=de |abruf=2024-03-06}}</ref>

Von den stabilen Eisenisotopen besitzt nur <sup>57</sup>Fe einen von null verschiedenen [[Kernspin]]. Es ist damit für die [[Mößbauerspektroskopie]] geeignet.<ref name="Gero Vogl">{{Literatur |Autor=Gero Vogl |Titel=Wandern ohne Ziel Von der Atomdiffusion zur Ausbreitung von Lebewesen und Ideen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2007 |ISBN=978-3-540-71064-6 |Seiten=86 |Online={{Google Buch |BuchID=wnMhBAAAQBAJ |Seite=86}}}}</ref>

== Verwendung ==
[[Datei:Iron Bridge.JPG|mini|[[The Iron Bridge]], die älteste gusseiserne Brücke (1779/80)]]
Eisen ist mit 95 % Gewichtsanteil an genutzten Metallen das weltweit meistverwendete. Der Grund dafür liegt in seiner weiten Verfügbarkeit, welche es recht preiswert macht, und den hervorragenden Eigenschaften seiner Legierungen, die sie für viele Bereiche in der Technik zu einem Grundwerkstoff machen.<ref name="Karl H. Koch" />

Der größte Teil des aus [[Roheisen]] produzierten Eisens ist der Hauptbestandteil von [[Stahl]] und [[Gusseisen]]. Roheisen enthält vier bis fünf Prozent Kohlenstoff sowie unterschiedliche Anteile an [[Schwefel]], [[Phosphor]] und [[Silicium]]. Es ist ein Zwischenprodukt in der Herstellung von Gusseisen und Stahl.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Gusseisen enthält über 2,06 % Kohlenstoff und weitere Legierungselemente wie Silicium und [[Mangan]], die die [[Gießbarkeit]] verbessern. Gusseisen ist sehr hart und spröde. Es lässt sich gewöhnlich nicht plastisch verformen (schmieden), aber sehr gut [[Gießen (Metall)|gießen]] wegen des vergleichsweise niedrigen Schmelzpunktes und der dünnflüssigen Schmelze.<ref name="Stephan Hasse">{{Literatur |Autor=Stephan Hasse |Titel=Gefüge der Gusseisenlegierungen |Verlag=Fachverlag Schiele & Schoen |Datum=2007 |Seiten=55 |Online={{Google Buch |BuchID=u1JGlrnxHPMC |Seite=55}}}}</ref> Stahl enthält maximal 2,06 % Kohlenstoff. Im Gegensatz zu Gusseisen ist er [[Umformbarkeit|schmiedbar]]. Durch Legieren sowie eine geeignete Kombination von thermischer Behandlung (siehe [[Härten (Eisenwerkstoff)|Härten]]) und plastischer Formung ([[Kaltwalzen]]) können die mechanischen Eigenschaften des Stahls in weiten Grenzen variiert werden.<ref name="Holleman-Wiberg" /> Stahl besitzt eine hervorragende Festigkeit und Zähigkeit beim Eingehen von Legierungen mit anderen Metallen wie [[Chrom]], [[Molybdän]] und [[Nickel]].<ref name="Karl H. Koch">{{Literatur |Autor=Karl H. Koch |Titel=Industrielle Prozeßanalytik |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-01083-9 |Seiten=102 |Online={{Google Buch |BuchID=9t-GBwAAQBAJ |Seite=102}}}}</ref> Es wird bei der Herstellung von Landfahrzeugen, Schiffen und im gesamten Baubereich ([[Stahlbeton]]bau, [[Stahlbau]]) eingesetzt. Weitere Einsatzgebiete sind Verpackungen ([[Dose]]n, Gebinde, Behälter, Eimer, Band), Rohrleitungen, Druckbehälter, Gasflaschen und [[Feder (Technik)|Federn]].<ref name="Wolfgang Bleck, Elvira Moeller" /> Industriell sind verschiedene Stähle verbreitet; in Deutschland sind etwa 7.500 Sorten genormt.<ref name="[[Erwin Riedel]], Hans-Jürgen Meyer">{{Literatur |Autor=Erwin Riedel, Hans-Jürgen Meyer |Titel=Allgemeine und Anorganische Chemie |Verlag=Walter de Gruyter |Datum=2013 |ISBN=978-3-11-027013-6 |Seiten=341 |Online={{Google Buch |BuchID=c8rmBQAAQBAJ |Seite=341}}}}</ref>

Chemisch reines Eisen besitzt im Gegensatz zum kohlenstoffhaltigen Eisen nur eine untergeordnete technische Bedeutung. Es wird z.&nbsp;B. als Material für [[Katalysator]]en genutzt, etwa beim [[Haber-Bosch-Verfahren]] zur [[Ammoniak-Synthese]] oder in der [[Fischer-Tropsch-Synthese]].<ref name="Holleman-Wiberg" /><ref name="Karl A. Hofmann">{{Literatur |Autor=Karl A. Hofmann |Titel=Anorganische Chemie |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-663-14240-9 |Seiten=667 |Online={{Google Buch |BuchID=uHSoBgAAQBAJ |Seite=667}}}}</ref>

Eisen ist (neben [[Cobalt]] und [[Nickel]]) eines jener drei [[Ferromagnetismus|ferromagnetischen]] Metalle, die mit ihrer Eigenschaft den großtechnischen Einsatz des Elektromagnetismus unter anderem in [[Elektrischer Generator|Generatoren]], [[Transformator]]en, [[Drossel (Elektrotechnik)|Drosseln]], [[Relais]] und [[Elektromotor]]en ermöglichen.<ref name="Hermann Sicius">{{Literatur |Autor=Hermann Sicius |Titel=Eisengruppe: Elemente der achten Nebengruppe Eine Reise durch das Periodensystem |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-658-15561-2 |Seiten=20,22 |Online={{Google Buch |BuchID=1pw3DQAAQBAJ |Seite=20}}}}</ref> Es wird rein oder unter anderem mit Silicium, Aluminium, Kobalt oder Nickel (siehe [[Mu-Metall]]) legiert und dient als weichmagnetisches Kernmaterial zur Führung von Magnetfeldern, zur Abschirmung von Magnetfeldern oder zur Erhöhung der Induktivität. Es wird hierzu massiv und in Form von Pulver ([[Pulverkern]]e), vor allem aber als [[Elektroblech]] produziert.<ref name="Erhard Hornbogen, Hans Warlimont">{{Literatur |Autor=Erhard Hornbogen, Hans Warlimont |Titel=Metallkunde Aufbau und Eigenschaften von Metallen und Legierungen |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-08697-1 |Seiten=292 |Online={{Google Buch |BuchID=WByyBgAAQBAJ |Seite=292}}}}</ref><ref name="Franz Zach">{{Literatur |Autor=Franz Zach |Titel=Leistungselektronik Ein Handbuch Band 1 / |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2015 |ISBN=978-3-658-04899-0 |Seiten=1828 |Online={{Google Buch |BuchID=fZ0vCwAAQBAJ |Seite=1828}}}}</ref>

Eisenpulver wird in der Chemie (zum Beispiel als Katalysator<ref name="Karl A. Hofmann" />) verwendet und dient in entsprechenden [[Tonband]]-Typen zur magnetischen Datenaufzeichnung. Eisendraht diente zur Datenaufzeichnung im [[Drahttongerät]]<ref name="Aaron Foisi Nmungwun">{{Literatur |Autor=Aaron Foisi Nmungwun |Titel=Video Recording Technology Its Impact on Media and Home Entertainment |Verlag=Routledge |Datum=2012 |ISBN=978-0-8058-0360-0 |Seiten=38 |Online={{Google Buch |BuchID=EdIjgeedgRwC |Seite=38}}}}</ref> und wird unter anderem zur Herstellung von [[Drahtseil]]en verwendet.

In der Medizin werden eisenhaltige Präparate als [[Antianämikum|Antianämika]] eingesetzt, kausal in der Behandlung von [[Eisenmangelanämie]]n und additiv in der Behandlung von durch andere Ursachen hervorgerufenen [[Anämie]]n.<ref name="Ulrich Schwabe, Dieter Paffrath">{{Literatur |Autor=Ulrich Schwabe, Dieter Paffrath |Titel=Arzneiverordnungs-Report 2016 |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-662-50351-5 |Seiten=265 |Online={{Google Buch |BuchID=I543DQAAQBAJ |Seite=265}}}}</ref> Viele Verbindungen des Eisens dienen als chemische Reagenzien und [[Pigmente]] (zum Beispiel [[Eisenoxidpigment]]e).<ref name="Holleman-Wiberg" />

Die Eigenschaft feiner Eisenspäne, leicht [[Feuer]] zu fangen, wurde seit der [[Eisenzeit]] zum Schlagen von [[Funke (Verbrennung)|Funken]] mit dem [[Schlagfeuerzeug]] genutzt. Solche [[Feuerzeug]]e aus [[Feuerstahl]], [[Feuerstein]] und [[Zunder]] waren in Europa und vielen anderen Regionen bis zur Einführung der Streichhölzer ab ca. 1830 die übliche Methode, um Feuer zu machen. Die [[Steinzeit|steinzeitlichen]] [[Pyrit]]-Feuerzeuge verwenden eine Eisenverbindung, die sich unter Schlag entzündet: [[Eisen(II)-disulfid]].<ref name="Johansson History 1983 p5" />

Eisen wurde in der [[Alchemie]] verwendet, wo es mit dem Zeichen „[[Marssymbol|♂]]“ für den Planeten [[Mars (Planet)|Mars]] und für Männlichkeit assoziiert wurde.<ref name="Karin Figala">{{Literatur |Hrsg=Claus Priesner, Karin Figala |Titel=Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft |Verlag=Beck |Ort=München |Datum=1998 |ISBN=3-406-44106-8 |Seiten=123 |Online={{Google Buch |BuchID=8p3EAc7bNu4C |Seite=123 |Linktext=Seitenvorschau}}}}</ref>

== Biologische Bedeutung ==
=== Bestandteil von Lebewesen ===
Eisen ist ein [[Essentieller Stoff|essentielles]] [[Spurenelement]] für fast alle Lebewesen, bei Tieren vor allem für die Blutbildung.

In pflanzlichen Organismen beeinflusst es die [[Photosynthese]] sowie die Bildung von [[Chlorophylle]]n und [[Kohlenhydrate]]n,<ref name="römppol" /> da in Pflanzen eisenhaltige Enzyme an der Photosynthese, der Chlorophyll- und Kohlenhydratbildung beteiligt sind. In Pflanzen kommt Eisen fast ausschließlich in Form von freien anorganischen Eisenionen vor. In der [[Nitrogenase]] (Stickstofffixierung) ist Eisen neben [[Molybdän]] ebenfalls enthalten. Es gibt Pflanzen, die aus kalkhaltigen Böden Eisenionen durch Phyto-[[Siderophore]] (eisenkomplexierende Verbindung) in Kombination mit lokaler Freisetzung von Wasserstoffionen bioverfügbar machen, dabei wird Fe<sup>3+</sup> zu Fe<sup>2+</sup> reduziert und anschließend komplexiert. In Pflanzen wird das Eisen, ähnlich wie in der Leber, an Phytoferritine gebunden. Bei Pflanzen ist es für die Chlorophyllsynthese unbedingt notwendig. Das Absinken des Eisen-Gehaltes in Pflanzen unter ein kritisches Minimum führt zum Erbleichen und Gelbwerden der grünen Pflanzenteile ([[Chlorose]]).<ref name="W. Ternes" />

In [[Pilze]]n (zum Beispiel als [[Ferrichrom]], ein Siderophor mit wachstumsfördernden Eigenschaften), Bakterien (in [[Streptomyces]] wird das [[Ferrioxamin]] B gebildet) und [[Ringelwürmer|Meereswürmern]] (in ihnen und in [[Lingula (Gattung)|Lingula]] kommt das Nichthäm-Eisenprotein [[Hämerythrin]] vor) spielen Eisenverbindungen eine wichtige Rolle.<ref name="W. Ternes" />

Im Körper von Menschen und Tieren liegt es [[Oxidation|oxidiert]] als Eisen<sup>2+</sup> und Eisen<sup>3+</sup> vor. Als Zentralatom des [[Cofaktor (Biochemie)|Kofaktors]] [[Häme (Stoffgruppe)|Häm ''b'']] in [[Hämoglobin]], [[Myoglobin]] und [[Cytochrome]]n ist es bei vielen Tieren und beim Menschen für Sauerstofftransport und -speicherung sowie für die Elektronenübertragung verantwortlich. In diesen [[Protein]]en ist es von einem planaren [[Porphyrine|Porphyrinring]] umgeben.<ref name="W. Ternes" />

Weiter ist Eisen Bestandteil von Eisen-Schwefel-Komplexen (so genannten [[Eisen-Schwefel-Cluster]]n) in vielen [[Enzym]]en, beispielsweise [[Nitrogenase]]n, [[Hydrogenase]]n oder den Komplexen der [[Atmungskette]]. Als dritte wichtige Klasse der Eisenenzyme sind die so genannten [[Nicht-Häm-Eisenenzyme]] zu nennen, beispielsweise die [[Methan-Monooxygenase]], [[Ribonukleotidreduktase]] und das [[Hämerythrin]]. Diese Proteine nehmen in verschiedenen Organismen Aufgaben wahr: Sauerstoffaktivierung, [[Sauerstofftransporter|Sauerstofftransport]], [[Redoxreaktion]]en und [[Hydrolyse]]n.<ref name="W. Ternes" /> Ebenso wichtig ist dreiwertiges Eisen als Zentralion im Enzym [[Katalase]], das in den [[Peroxisom]]en der Zellen das im Stoffwechsel entstehende Zellgift Wasserstoffperoxid abbaut.<ref name="Helmut Plattner, Joachim Hentschel">{{Literatur |Autor=Helmut Plattner, Joachim Hentschel |Titel=Zellbiologie |Verlag=Georg Thieme Verlag |Datum=2006 |ISBN=3-13-106513-3 |Seiten=277 |Online={{Google Buch |BuchID=ZXq3yPgAA0IC |Seite=277}}}}</ref> Eisenionen sind auch ein Katalysator bei der Oxidation organischer Verbindungen unter speziellen Bedingungen. Diese [[Fenton-Reaktion]] wird bei einem Überangebot an Eisen als eine der wesentlichen Quellen reaktiver Sauerstoffspezies in Zellen angesehen, welche eine Rolle bei verschiedenen Krankheiten und beim Altern spielen.<ref name="Harold Zeliger">{{Literatur |Autor=Harold Zeliger |Titel=Oxidative Stress |Verlag=Elsevier Science |Datum=2022 |ISBN=978-0-323-91458-1 |Seiten=215 |Online={{Google Buch |BuchID=1GJjEAAAQBAJ |Seite=215}}}}</ref><ref name="Ludger Rensing">{{Literatur |Autor=Ludger Rensing, Volkhard Rippe |Titel=Altern |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-37733-4 |Seiten=25 |Online={{Google Buch |BuchID=YtcoBAAAQBAJ |Seite=36}}}}</ref>

Die Speicherung des Eisens erfolgt intrazellulär in dem Enzym [[Ferritin]] (20 % Eisenanteil) und dessen Abbauprodukt [[Hämosiderin]] (37 % Eisenanteil). Transportiert wird Eisen durch [[Transferrin]].<ref name="Römpp">{{RömppOnline |ID=RD-06-00534 |Name=Ferritin |Abruf=2014-05-26}}</ref>

Der Mensch enthält 2,5 bis 4&nbsp;g Eisen, davon finden sich 60 % (2,0 bis 2,5&nbsp;g) im Hämoglobin der Erythrocyten, etwa 1&nbsp;g in Leber und Knochenmark (Speicherproteine Ferritin und Hämosiderin), etwa 10 % bis 15 % im Myoglobin (etwa 400&nbsp;mg Eisen), 250&nbsp;mg in Enzymsystemen 0,1 bis 0,2 % Eisen in Transportproteinen (zum Beispiel Schwefel-, Eisenproteine, Cytochrome) (Cytochrom: 0,1 % des Gesamteisens).<ref name="W. Ternes" />

=== Externer Elektronendonor und -akzeptor ===
Einige Bakterien nutzen Fe(III) als Elektronenakzeptor für die Atmungskette. Sie reduzieren es damit zu Fe(II), was mit einer Mobilisierung von Eisen einhergeht, da die meisten Fe(III)-Verbindungen schwer wasserlöslich sind, die meisten Fe(II)-Verbindungen aber gut wasserlöslich. Einige phototrophe Bakterien nutzen Fe(II) als Elektronendonator für die Reduktion von CO<sub>2</sub>.<ref>F. Widdel, S. Schnell, S. Heising, A. Ehrenreich, B. Assmus, B. Schink: ''Ferrous iron oxidation by anoxygenic phototrophic bacteria.'' In: ''[[Nature]].'' Vol. 362, 1993, S.&nbsp;834–836; [https://www.nature.com/articles/362834a0 Abstract].</ref>

== Medizinische Bedeutung ==
=== Eisenbedarf und Eisenmangel ===
{{Hauptartikel|Eisen-Stoffwechsel|Eisenmangel}}

Eisen ist in der Oxidationsstufe Fe<sup>2+</sup> und Fe<sup>3+</sup> essentiell für alle Organismen. Der tägliche Bedarf beträgt für Männer 1&nbsp;mg, für Frauen 2&nbsp;mg. Aufgrund der ineffizienten Resorption muss die Zufuhr über die Nahrung bei Männern etwa 5 bis 9&nbsp;mg und bei Frauen 14 bis 18&nbsp;mg betragen. Ein Eisenmangel kann am ehesten bei Schwangeren und Sportlern auftreten. Aus der Muttermilch kann ein Säugling etwa 50 % des Eisens resorbieren, aus der Kuhmilch nur 20 %.<ref name="W. Ternes" />

Vor allem Frauen vor den [[Klimakterium|Wechseljahren]] können einen [[Eisenmangel]] aufweisen; ein Grund dafür ist der erhöhte Bedarf aufgrund der [[Menstruation]]. In Deutschland ist eine Unterversorgung auf 2 % bei erwachsenen Männern beziehungsweise und 5 % der Frauen geschätzt worden.<ref>{{Literatur |Autor=Klaus Schümann, Thomas Ettle, Bernadett Szegner, Bernd Elsenhans, Noel W. Solomons |Titel=Risiken und Nutzen der Eisensupplementation: Empfehlungen zur Eisenaufnahme kritisch betrachtet |Sammelwerk=Perspectives in Medicine |Band=2 |Nummer=1 |Datum=2014 |Seiten=19–39 |DOI=10.1016/j.permed.2013.09.003}}</ref> Frauen sollten circa 15&nbsp;Milligramm Eisen pro Tag zuführen, während der Tagesbedarf eines erwachsenen Mannes nur etwa 10&nbsp;Milligramm beträgt. Außerdem verlieren Frauen zusätzlich bei der Geburt eines Kindes circa 1000 Milligramm Eisen. Durch die gleichzeitige Einnahme von Vitamin C wird die [[Eisen-Stoffwechsel#Resorption (Allgemeines)|Resorptionsquote von Eisen]] deutlich erhöht. Besonders reichhaltig enthalten ist Eisen in Blutwurst, Leber, Hülsenfrüchten und Vollkornbrot, hingegen nur gering in (Muskel-)Fleisch. Gleichzeitiger Verzehr von Milchprodukten, Kaffee oder schwarzem Tee hemmt die Eisenaufnahme.<ref name="Eberhard J. Wormer">{{Literatur |Autor=[[Eberhard J. Wormer]] |Titel=Eisen |Verlag=Kopp Verlag |Datum=2016 |ISBN=978-3-86445-324-3 |Online={{Google Buch |BuchID=DN0RvgAACAAJ |Seite=}}}}</ref><ref name="Cem Ekmekcioglu">{{Literatur |Autor=Cem Ekmekcioglu, Wolfgang Marktl |Titel=Essentielle Spurenelemente |Verlag=Springer |Datum=2006 |ISBN=3-211-20859-3 |Seiten=8 |Online={{Google Buch |BuchID=fJxmBJzlgrEC |Seite=8}}}}</ref>

=== Toxizität und Eisenüberladung ===
==== Menschen ====
Eisen ist ein wichtiges [[Spurenelement]] für den Menschen, kann jedoch bei Überdosierung schädlich wirken.<ref>Y. Kohgo, K. Ikuta, T. Ohtake, Y. Torimoto, J. Kato: ''Body iron metabolism and pathophysiology of iron overload.'' In: ''[[International Journal of Hematology]].'' Band 88, Nummer 1, Juli 2008, S.&nbsp;7–15, [[doi:10.1007/s12185-008-0120-5]]. PMID 18594779. {{PMC|2516548}}.</ref><ref>M. Auerbach, H. Ballard: ''Clinical use of intravenous iron: administration, efficacy, and safety.'' In: ''Hematology / the Education Program of the American Society of Hematology. American Society of Hematology. Education Program.'' 2010, S.&nbsp;338–347, [[doi:10.1182/asheducation-2010.1.338]]. PMID 21239816.</ref><ref>J. M. McDermid, B. Lönnerdal: ''Iron.'' In: ''Advances in nutrition (Bethesda, Md.).'' Band 3, Nummer 4, Juli 2012, S.&nbsp;532–533, [[doi:10.3945/an.112.002261]]. PMID 22797989. {{PMC|3649722}}.</ref> Davon sind vor allem Menschen betroffen, die an [[Hämochromatose]] leiden, einer Regulationsstörung der Eisenaufnahme im Darm. Das Eisen reichert sich im Verlauf der Krankheit in der [[Leber]] an und führt dort zu einer [[Siderose]] und weiteren Organschäden.<ref name="W. Ternes" />

Weiterhin steht Eisen im Verdacht, Infektionskrankheiten wie [[Tuberkulose]] zu fördern, da deren Erreger zur Vermehrung ebenfalls Eisen benötigen.<ref>{{Literatur |Autor=U. E. Schaible, S. H. Kaufmann |Titel=Iron and microbial infection |Sammelwerk=[[Nat. Rev. Microbiol.]] |Band=2 |Nummer=12 |Datum=2004-12 |Seiten=946–953 |DOI=10.1038/nrmicro1046 |PMID=15550940}}</ref> Eine Überversorgung  mit Eisen bewirkt erhöhte Anfälligkeit für Infektionskrankheiten (Tuberkulose, [[Salmonellose]], [[AIDS]], [[Yersiniose]]).<ref name="W. Ternes" /> Außerdem kommt es bei einigen [[Neurodegenerative Erkrankung|neurodegenerativen Erkrankungen]] wie der [[Parkinson-Krankheit|Parkinson-]] oder der [[Alzheimer-Krankheit]] zu Eisenablagerungen in bestimmten Bereichen des Gehirns. Im Jahr 2014 war noch unklar, ob dies eine Ursache oder eine Folge der Erkrankung ist.<ref name="idw-online-167145">{{IDW-online | ID=167145 | Titel=DEGUM: Parkinson-Erkrankung vor dem Ausbruch erkennen | Autor=Medizin – Kommunikation | Institution=Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften | Datum=6.&nbsp;Juli 2006 |Abruf=2014-12-20}}</ref>

Risikogruppen für eine Unterversorgung sind Kinder und Jugendliche in der Wachstumsphase sowie Schwangere und Stillende. Einige andere Bevölkerungsgruppen nehmen hingegen viel mehr Eisen auf, als für die Bedarfsdeckung notwendig wäre. Daher sind Eisenpräparate oder andere eisenhaltige Nahrungsergänzungsmittel nur zu empfehlen, wenn ein ärztlich diagnostizierter [[Eisenmangel]] vorliegt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bfr.bund.de/de/fragen_und_antworten_zu_eisen_in_lebensmitteln-28383.html |titel=Fragen und Antworten zu Eisen in Lebensmitteln – BfR |abruf=2024-02-26}}</ref>

==== Pflanzen ====
In pflanzlichen Organismen ist Eisen ein essentielles [[Spurenelement]]. Es beeinflusst die Photosynthese sowie die Bildung von Chlorophyll und Kohlenhydraten.<ref name="römppol" /> Eisenüberladung kann sich jedoch in Form von [[Eisentoxizität]] bemerkbar machen. In Böden liegt es bei normalen pH-Werten als Fe(OH)<sub>3</sub> vor. Bei geringem Sauerstoffgehalt des Bodens wird Eisen(III) durch Reduktion zum Eisen(II) reduziert. Dadurch wird das Eisen in eine lösliche, für Pflanzen verfügbare Form gebracht. Nimmt diese Verfügbarkeit unter [[Anaerobie|anaeroben]] Bedingungen, zum Beispiel durch [[Bodenverdichtung]], zu stark zu, können Pflanzenschäden durch Eisentoxizität auftreten, eine Erscheinung, die besonders in Reisanbaugebieten bekannt ist.<ref>Günter Fellenberg: ''Chemie der Umweltbelastung.'' 3. Auflage. Verlag B.&nbsp;G. Teubner, Stuttgart 1997, ISBN 3-519-23510-2, S.&nbsp;158.</ref>

== Nachweis ==
[[Datei:Iron spectrum visible.png|mini|Linienspektrum von Eisen im sichtbaren Bereich]]
Für Eisen existieren eine Reihe von Nachweismethoden. Neben spektralanalytischen Verfahren (Eisen liefert ein linienreiches Spektrum) sind vielfältige chemische Nachweisverfahren bekannt. Bei der [[Nachweisreaktion]] für Eisen-Ionen werden zunächst die beiden Kationen Fe<sup>2+</sup> und Fe<sup>3+</sup> unterschieden.<ref name="Barbara Grüttner, Wilhelm Fresenius, H. Hahn, Gerhart Jander">{{Literatur |Autor=Barbara Grüttner, Wilhelm Fresenius, H. Hahn, Gerhart Jander |Titel=Elemente der Achten Nebengruppe Eisen · Kobalt · Nickel |Verlag=Springer-Verlag |Datum=2013 |ISBN=978-3-662-36753-7 |Seiten=128 |Online={{Google Buch |BuchID=M9N_BwAAQBAJ |Seite=128}}}}</ref>

=== Eisennachweis mit Thioglycolsäure ===
Mit [[Mercaptoessigsäure|Thioglycolsäure]] lassen sich Fe<sup>2+</sup>- und Fe<sup>3+</sup>-Ionen nachweisen:<ref name="Hermann Sicius" />
:<chem>2 Fe^3+ + 2 HS-CH2-COOH -> 2 Fe^2+ + (SCH2COOH)2 + 2 H^+</chem>
:<chem>Fe^2+ + 2 HS-CH2-COOH -> [Fe(SCH2COO)2]^2- + 4 H^+</chem>
Die erste Reaktion findet nur bei Anwesenheit von Fe<sup>3+</sup>-Ionen statt.<ref>{{Literatur |Autor=Edward Lyons |Titel=Thioglycolic Acid as a Color Test for Iron |Sammelwerk=Journal of the American Chemical Society |Band=49 |Nummer=8 |Datum=1927 |Seiten=1916–1920 |DOI=10.1021/ja01407a010}}</ref> Bei Anwesenheit von Fe<sup>2+</sup>- oder Fe<sup>3+</sup>-Ionen entsteht eine intensive Rotfärbung.

=== Eisennachweis mit Hexacyanoferraten ===
[[Datei:Eisen(II),(III).JPG|mini|Eisensalze und deren Nachweise mit Blutlaugensalzen]]
Die Fe<sup>2+</sup>-Ionen lassen sich mit [[Kaliumhexacyanidoferrat(III)|rotem Blutlaugensalz]] nachweisen:

:<math>\mathrm{3 \ Fe^{2+} + 2 \ K_3[Fe(CN)_6] \longrightarrow Fe_3[Fe(CN)_6]_2 + 6 \ K^+}</math>

Fe<sup>3+</sup>-Ionen lassen sich mit [[Kaliumhexacyanidoferrat(II)|gelbem Blutlaugensalz]] nachweisen:

:<math>\mathrm{4 \ Fe^{3+} + 3 \ K_4[Fe(CN)_6] \longrightarrow Fe_4[Fe(CN)_6]_3 + 12 \ K^+}</math>

Bei beiden Nachweisreaktionen entsteht tiefblaues [[Berliner Blau]], ein wichtiger Farbstoff. Es läuft keine [[Komplexbildungsreaktion]] ab, sondern lediglich ein Kationenaustausch.

Beide Pigmente sind weitgehend identisch, da zwischen ihnen ein chemisches Gleichgewicht besteht. Dabei geht Fe<sup>3+</sup> in Fe<sup>2+</sup> über und umgekehrt:<ref>{{Holleman-Wiberg |Auflage=102 |Startseite=1650}}</ref><ref>Gerhart Jander, Ewald Blasius: ''Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie.'' 12. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1983, ISBN 3-7776-0379-1, S.&nbsp;221.</ref><ref>{{Literatur |Autor=Ehlers, Eberhard |Titel=Analytik, Bd.1, Kurzlehrbuch Qualitative pharmazeutische Analytik |Verlag=Deutscher Apotheker Verlag |Datum=2001 |ISBN=3-7692-2710-7 |Seiten=320}}</ref>

:<math>\mathrm{Fe^{2+} + [Fe(CN)_6]^{3-} \ \rightleftharpoons \ Fe^{3+} + [Fe(CN)_6]^{4-}}</math>

Die besonders intensive blaue Farbe des Komplexes entsteht durch Metall-Metall-[[Charge-Transfer-Komplexe|Charge-Transfers]] zwischen den Eisen-Ionen. Es ist bemerkenswert, dass dieses bekannte Eisennachweisreagenz selbst Eisen enthält, welches durch die Cyanidionen chemisch gut maskiert wird ([[Innerorbitalkomplex]]) und somit die Grenzen der chemischen Analytik aufzeigt.

=== Eisennachweis mit Thiocyanaten ===
[[Datei:Eisen(III)-Ionen und Thiocyanat.JPG|mini|130px|Eisen(III)-Lösung und Eisen(III)-thiocyanat]]
Alternativ können Eisen(III)-Ionen mit [[Thiocyanate]]n (Rhodaniden) nachgewiesen werden. Diese reagieren mit Eisen(III)-Ionen zu Eisen(III)-thiocyanat:<ref name="Jander">E. Schweda: ''Jander/Blasius: Anorganische Chemie I – Einführung & Qualitative Analyse.'' 17. Auflage. Hirzel, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-7776-2134-0, S.&nbsp;337.</ref>

:<math>\mathrm{Fe^{3+} + 3 \ SCN^- \longrightarrow Fe(SCN)_3}</math>

Es bildet sich das tiefrote [[Eisen(III)-thiocyanat]] (Fe(SCN)<sub>3</sub>), welches in Lösung bleibt.
Einige Begleitionen stören diesen Nachweis (zum Beispiel [[Cobalt|Co<sup>2+</sup>]], [[Molybdän|Mo<sup>3+</sup>]], [[Quecksilber|Hg<sup>2+</sup>]], Überschuss an [[Mineralsäuren]]), so dass unter Umständen ein [[Kationentrennungsgang]] durchgeführt werden muss.

=== Eisennachweis mit Dimethylglyoxim ===
Eisen(II)-Ionen bilden mit [[Dimethylglyoxim]] einen planaren Komplex. Dazu werden zu einer (mit [[Weinsäure]] versetzten, ammoniakalisch gemachten) zu prüfenden Lösung einige Tropfen einer 1%igen alkoholischen Dimethylglyoximlösung zugesetzt. Es bildet sich der intensiv rote Eisen(II)-Komplex. Die zugesetzte Weinsäure verhindert die Fällung von Eisenhydroxiden, sodass der sehr empfindliche Nachweis auch bei Anwesenheit von Fe(III)-Ionen ausführbar ist.<ref name="Jander" />

=== Eisennachweis mit 2,2′-Bipyridin- oder 1,10-Phenanthrolin ===
Eisen(II)-Ionen bilden mit [[2,2′-Bipyridin]] oder [[1,10-Phenanthrolin]] in schwach saurer, neutraler oder ammoniakalischer Lösung rote Chelatkomplexe. Zum Nachweis von Eisen(III)-Ionen müssen diese vorher (zum Beispiel mit [[Hydroxylaminhydrochlorid]]) zu Eisen(II)-Ionen reduziert werden.<ref name="Jander" />

== Verbindungen ==
In seinen chemischen Verbindungen tritt Eisen hauptsächlich mit den [[Oxidationszahl|Oxidationsstufen]] +2 (zum Beispiel [[Eisen(II)-chlorid]]), +3 (zum Beispiel [[Eisen(III)-fluorid]]), ferner +6 (zum Beispiel [[Bariumferrat(VI)]]) auf, doch existieren auch Verbindungen mit den Oxidationsstufen -2, -1 und 0 (zum Beispiel [[Eisenpentacarbonyl]]) sowie +1, +4 und +5. In keiner Verbindung tritt das Eisen in der seiner Nebengruppennummer VIII entsprechenden Oxidationsstufe auf. Seit 2016 sind Eisenverbindungen in der Oxidationsstufe +7 bekannt.<ref>{{Literatur |Autor=Jun-Bo Lu, Jiwen Jian, Wei Huang, Hailu Lin, Jun Li, Mingfei Zhou |Titel=Experimental and theoretical identification of the Fe(VII) oxidation state in FeO<sub>4</sub><sup>−</sup> |Sammelwerk=Physical Chemistry Chemical Physics |Band=18 |Nummer=45 |Datum=2016 |Seiten=31125–31131 |DOI=10.1039/C6CP06753K}}</ref>

=== Oxide ===
[[Datei:IronOxidePigmentUSGOV.jpg|mini|Eisenoxidpigment]]
[[Datei:Goethite-Gypsum-d12b.jpg|mini|Perfekte [[Pseudomorphose]] von [[Goethit]] nach [[Gips]]]]

Eisen bildet mit Sauerstoff zweiwertige und dreiwertige [[Oxide]]. Da diese keine feste Schutzschicht bilden, oxidiert ein der Atmosphäre ausgesetzter Eisenkörper vollständig. Die [[Porosität|poröse]] [[Oxidschicht]] verlangsamt den Oxidationsvorgang, kann ihn jedoch nicht verhindern, weshalb das [[Brünieren]] als schwacher Schutz vor [[Korrosion]] dient.<ref>''Chemie für Ingenieure.'' Pearson Deutschland, 2008, ISBN 978-3-8273-7267-3, S.&nbsp;256 ({{Google Buch |BuchID=RGfAhWKlxAYC |Seite=256 |Hervorhebung=Eisen verlangsamt Brünieren}}).</ref> Wenn Eisenkörper vor dem endgültigen [[Rost|Verrosten]] eingesammelt und dem [[Recycling]] zugeführt werden, sind verrostetes Eisen und verrosteter [[Stahl]] bei der [[Stahlerzeugung]] im Elektro-[[Schmelzofen]] ein begehrter und wertvoller Sauerstoffträger. Dieser [[Sauerstoff]] im Eisenschrott wirkt beim „Stahlkochen“ als [[Oxidationsmittel]], um ungewünschte qualitätsmindernde Beimengungen (zum Beispiel [[Leichtmetalle]]) zu oxidieren.

''[[Eisen(III)-oxid]]'' (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) ist eine rote bis braune Substanz und entsteht durch [[Oxidation]] von Eisen im Sauerstoffüberschuss. In der Natur tritt es in Form der Minerale [[Hämatit]] und [[Maghemit]] auf. ''[[Eisen(II,III)-oxid]]'' (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) entsteht auf natürlichem Wege durch [[Vulkanismus|vulkanische]] Vorgänge oder beim direkten [[Verbrennung (Chemie)|Verbrennen]] von Eisen, zum Beispiel mit dem [[Schneidbrenner]], als [[Eisenhammerschlag]] und wird als Mineral als [[Magnetit]] bezeichnet. ''[[Eisen(II)-oxid]]'' (FeO) entsteht bei der [[Zersetzung (Chemie)|Zersetzung]] von [[Eisen(II)-oxalat]] FeC<sub>2</sub>O<sub>4</sub> bei 850&nbsp;°C im [[Vakuum]]. Es ist schwarz und bis 560&nbsp;°C instabil. Als Mineral [[Wüstit]] entsteht es meist aus der Umwandlung von Magnetit bei hohen Temperaturen. Daneben ist mit FeO<sub>2</sub> noch ein weiteres Eisenoxid bekannt.<ref name="DOI10.1021/ic00100a039">Detlef Schroeder, Andreas Fiedler u.&nbsp;a.: ''Generation and Characterization of the Anionic, Neutral, and Cationic Iron-Dioxygen Adducts [FeO2] in the Gas Phase.'' In: ''Inorganic Chemistry.'' Band 33, 1994, S.&nbsp;5094, [[doi:10.1021/ic00100a039]].</ref>

[[Eisen(III)-hydroxidoxid]] (FeO(OH)) gehört zur Gruppe der [[Eisenhydroxide]] oder Eisen(III)-oxidhydrate, die sich im Grad ihrer [[Hydratation]] unterscheiden. Beim Erwärmen geht Eisen(III)-hydroxidoxid in Eisen(III)-oxid über. Die α-Form kommt in der Natur als Nadeleisenerz oder [[Goethit]] vor. Die y-Form kommt in der Natur als Rubinglimmer oder [[Lepidokrokit]] vor. In der α-Form hat es eine [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombische]] [[Kristallstruktur]], {{Raumgruppe|Pbnm|lang}}.<ref name="brauer">[[Georg Brauer]] (Hrsg.) u.&nbsp;a.: ''Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie.'' 3., umgearbeitete Auflage. Band III, Ferdinand Enke, Stuttgart 1981, ISBN 3-432-87823-0, S.&nbsp;1648.</ref>

Eisenoxide und Eisenhydroxide werden als [[Lebensmittelzusatzstoff]]e verwendet (E 172).

=== Salze ===
Eisen bildet zweiwertige und dreiwertige Salze.

''[[Eisen(II)-chlorid]]'' (FeCl<sub>2</sub>&nbsp;·&nbsp;6 H<sub>2</sub>O) wird zum [[Fällung|Ausfällen]] von [[Sulfide]]n, [[Faulgas]]entschwefelung, [[Biogas]]entschwefelung, [[Chromate|Chromatreduzierung]] und [[Phosphorelimination]] verwendet; dazu gehört die [[Simultanfällung]]. Es besitzt eine [[Kristallstruktur]] vom [[Cadmium(II)-chlorid]]-Typ mit der {{Raumgruppe|R-3m|lang}}. ''[[Eisen(II)-fluorid]]'' ist in reinem Zustand ein weißer Feststoff, welcher in Wasser wenig löslich ist. Es besitzt eine Kristallstruktur vom [[Rutil]]-Typ, {{Raumgruppe|P42/mnm|lang}}. ''[[Eisen(II)-bromid]]'' und ''[[Eisen(II)-iodid]]'' sind kristalline, [[Hygroskopie|hygroskopische]] Feststoffe, die eine [[Trigonales Kristallsystem|trigonale]] Kristallstruktur vom [[Cadmium(II)-hydroxid]]-Typ mit der {{Raumgruppe|P-3m1|lang}} haben. ''[[Eisen(II)-sulfat]]'' (FeSO<sub>4</sub>&nbsp;·&nbsp;7 H<sub>2</sub>O) wird wegen seiner Farbe auch Grünsalz genannt, als Mineral Melanterit. Es wird wie Eisen(II)-chlorid verwendet sowie bei getrocknetem Eisen(II)-sulfat als [[Chromate|Chromatreduzierer]] speziell im [[Zement]] gegen die [[Chromatallergie]].

Wasserfreies ''[[Eisen(III)-chlorid]]'' (FeCl<sub>3</sub>&nbsp;·&nbsp;6 H<sub>2</sub>O) ist eine schwarze, leicht stechend nach [[Salzsäure]] riechende Substanz. Als wasserfreie Verbindung ist es extrem hygroskopisch, entzieht also der Luft Wasser. Mit steigendem Wassergehalt nimmt die hygroskopische Natur ab und die Farbe verändert sich über rot-bräunlich bis hin zu gelblich. Eisen(III)-chlorid hat eine trigonale Kristallstruktur mit der {{Raumgruppe|R-3|lang}}. Es kann [[Kupfer]] oxidieren und lösen. Deshalb können wässrige Eisen(III)-chlorid-Lösungen zum schonenden [[Ätzen]] von [[Leiterplatte]]n verwendet werden.
:<math>\mathrm{Cu + 2 \ FeCl_3 \longrightarrow CuCl_2 + 2 \ FeCl_2}</math>

''[[Eisen(III)-nitrat]]'' wird zum [[Gerben]] verwendet. In der [[Textilindustrie]] wird es als [[Beizen|Beize]] für [[Baumwolle|Baumwollstoffe]] und zum Schwarzfärben von [[Seide]] durch [[Abscheidung|Abscheiden]] von [[Eisen(III)-hydroxid]] verwendet. Weiterhin wird es seit langem als [[Korrosionsinhibitor]] verwendet. In neuerer Zeit wird es, nicht immer erfolgreich, zur [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] der [[Schwefelwasserstoff]]konzentration in druckführenden Abwasserleitungen verwendet. ''[[Eisen(III)-sulfat]]'' wird in Groß[[kläranlage]]n zur [[Desodorierung]] und zur Ausfällung von [[Phosphate]]n (unter anderem bei der [[Wasseraufbereitung]] und der Industriewasserentsorgung) sowie in der [[Metallurgie]] als Beizmittel (zum Beispiel für [[Aluminium]] und [[Stahl]]) eingesetzt.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=60002011T2| Titel=Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Eisen(III)-Sulfat-Lösung und ihre Verwendung als Wasserbehandlungsreagenz| A-Datum=2000-06-20| V-Datum=2004-01-29| Anmelder=Taki Chemical Co. Ltd| Erfinder=Toshihiko Kakio, Tatsuo Tsukamoto}}</ref> In der Medizin ist eine [[Blutstillung|blutstillende]] und [[Adstringens|adstringierende]] Wirkung bekannt.

Viele Eisensalze, zum Beispiel ''[[Eisen(III)-chloridsulfat]]'' (FeClSO<sub>4</sub>), werden unter anderem als [[Flockungsmittel]] und zur Phosphorelimination verwendet. Dazu gehören die [[Vorfällung]], [[Simultanfällung]], [[Fällungsreaktion#Anwendung von Fällungsreaktionen|Nachfällung]] und [[Fällungsreaktion#Anwendung von Fällungsreaktionen|Flockenfiltration]] sowie das Ausfällen von [[Sulfide]]n, [[Faulgas]]entschwefelung und [[Biogasaufbereitung#Entschwefelung|Biogasentschwefelung]].

=== Weitere Eisenverbindungen ===
[[Datei:Ferrocene Crystals.png|mini|Nahaufnahme von [[Ferrocen]]kristallen]]
Daneben sind viele weitere Eisenverbindungen bekannt.
{{Siehe auch|:Kategorie:Eisenverbindung}}

So tritt das Zementit genannte ''[[Eisencarbid]]'' (Fe<sub>3</sub>C) als metastabile Phase in Stahl und weißem Gusseisen auf. ''[[Eisenpentacarbonyl]]'' (Fe(CO)<sub>5</sub>), auch IPC (von [[Englische Sprache|en:]] ''iron pentacarbonyl'') genannt, entsteht unter Druck aus Eisen und [[Kohlenstoffmonoxid]] und bildet nach seiner Zersetzung neben Kohlenstoffmonoxid ein besonders reines Eisenpulver, das [[Carbonyleisen]]. Weitere Eisencarbonyle sind [[Dieisennonacarbonyl]] Fe<sub>2</sub>(CO)<sub>9</sub> und [[Trieisendodecacarbonyl]] Fe<sub>3</sub>(CO)<sub>12</sub>. ''[[Ferrocen]]'' (Fe(C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>) ist eine ([[Sandwichkomplexe|Sandwichverbindung]]) aus der Stoffgruppe der [[Metallocene]], dessen Derivate vielseitige Anwendungen im Bereich der Sensorik, der Katalyse und der Medizin finden.

''[[Berliner Blau]]'' (Fe<sub>4</sub>[Fe(CN)<sub>6</sub>]<sub>3</sub>) ist ein lichtechtes, tiefblaues, [[Mineralisches Pigment|anorganisches Pigment]]. Es wird aus einer [[Lösung (Chemie)|Lösung]] von Eisen(III)-Salz und [[Kaliumhexacyanidoferrat(II)|gelbem Blutlaugensalz]] hergestellt und findet Verwendung als [[Anstrichmittel]] und zum Tapetendruck sowie als Gegenmittel bei Vergiftungen mit radioaktiven Isotopen von [[Caesium]] oder mit [[Thallium]]. Es wird aufgrund seines feinen [[Korngröße|Korns]] und der daraus resultierenden [[Lasur|Lasierfähigkeit]] sowie seiner großen [[Farbstärke]] für [[Aquarell]]-, [[Ölfarbe|Öl-]] und [[Druckfarbe]]n verwendet.<ref>ColourLex: [https://colourlex.com/project/prussian-blue/ Prussian Blue], abgerufen am 20. März 2023.</ref>

== Siehe auch ==
* [[Eisenbibliothek]]

== Literatur ==
* Wilhelm Baer: ''Das Eisen : Seine Geschichte, Gewinnung und Verarbeitung. Handbuch für Eisengießer, Maschinenbauen, Gewerbtreibende, Fabrikanten und Bauherren''. Leipzig 1862 [http://reader.digitale-sammlungen.de/resolve/display/bsb10292690.html (Digitalisat)]
* [[Ludwig Beck (Industrieller)|Ludwig Beck]]: ''Die Geschichte des Eisens in technischer und kulturgeschichtlicher Beziehung.'' Band 1–5, Vieweg, Braunschweig 1884–1903.
** Digitalisat: [https://archive.org/details/diegeschichtede01beckgoog Teil 1] [https://archive.org/details/diegeschichtede03beckgoog Teil 2] [https://archive.org/details/diegeschichtede02beckgoog Teil 3] [https://archive.org/details/diegeschichtede06beckgoog Teil 4]
* [[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
* [[Vagn Buchwald|Vagn Fabritius Buchwald]]: ''Iron and steel in ancient times.'' Kong. Danske Videnskab. Selskab, Kopenhagen 2005, ISBN 87-7304-308-7.
* {{Holleman-Wiberg |Auflage=102 |Startseite=1636 |Endseite=1666}}
* Otto Johannsen (im Auftrag des Vereins Deutscher Eisenhüttenleute): ''Geschichte des Eisens.'' 3. Auflage. Verlag Stahleisen, Düsseldorf, 1953.
* Otto Johannsen: ''Geschichte des Eisens.'' Düsseldorf 1925 [http://www.digitalis.uni-koeln.de/Johannsen/johannsen_index.html (Digitalisat)]
* Hans Schoppa: ''Was der Hochöfner von seiner Arbeit wissen muss''. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1992, ISBN 3-514-00443-9.
* Verein Deutscher Eisenhüttenleute: ''Gemeinfassliche Darstellung des Eisenhüttenwesens.'' 17. Auflage. Stahleisen, Düsseldorf 1970/71.

== Weblinks ==
{{Commons|Iron|Eisen|audio=0|video=1}}
{{Wiktionary}}
{{Wikiquote}}
{{Wikibooks|Werkstoffkunde Metall/ Eisen und Stahl}}
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Eisen}}
{{Wikibooks|Praktikum Anorganische Chemie/ Eisen}}
* {{DNB-Portal|4014002-7}}
* [[Mineralienatlas:Eisen]] im [[Mineralienatlas]]
* [[Mineralienatlas:Mineralienportrait/Eisen]] im [[Mineralienatlas]]
* [http://www.die-roemer-online.de/eisenherstellung/eisenherstellung.html Eisenherstellung in der Römerzeit] bei ''die-roemer-online.de''
* [http://www.landschaftsmuseum.de/Seiten/Lexikon/Eisengewinnung.htm Eisengewinnung in vorgeschichtlicher Zeit] auf der Internetpräsenz vom [[Landschaftsmuseum Obermain]]

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

{{Navigationsleiste Periodensystem}}
{{Exzellent|30. März 2023|232308336}}
{{Normdaten|TYP=s|GND=4014002-7|LCCN=sh85068131|NDL=00572915}}

[[Kategorie:Coenzym]]
[[Kategorie:Eisen| ]]
[[Kategorie:Elemente (Mineralklasse)]]
[[Kategorie:Kubisches Kristallsystem]]
[[Kategorie:Magnetwerkstoff]]
[[Kategorie:Metallischer Werkstoff]]
[[Kategorie:Grandfathered Mineral]]