Arı halde gümüşsü beyaz renkli bir metal olan demir (Fe), dünyada ki metaller içinde en bol bulunanların ikincisi, elementler arasında ise dördüncüsüdür. Yeryüzünün çekirdeği, büyük miktarda metal demirden yapılmıştır. Ancak, yeryüzü kabuğunda demir, öteki maddelerle tepkimeye girmiş durumdadır. Arı durumda çok seyrek bulunur: Yalnızca bazı göktaşlarında ve bazaltlı kayalarda.

Tüm bitkilerin, hayvanların ve insanların, yaşamak için demire ihtiyaçları vardır. İnsanlarda en büyük demir yüzdesi, kırmızı kan hücrelerinde bulunur. Hemoglobinin temel bölümlerinden birini oluşturur. Kaslarda ve dokularda, küçük miktarlar halinde bulunur.

Demirin kimyasal simgesi olan Fe, latince  “demir” anlamına gelen ferrum’ dan türetilmiştir. Demirin atom numarası 26, atom ağırlığı 55,85 ve özgül ağırlığı 7,86’ dır.

Demir, küçük iğnelerden dev yapılara kadar, binlerce işlenmiş ürünün ana maddesidir. Kükürt ve oksijen gibi metallerle kolayca birleşir. Başka herhangi bir metalden çok daha büyük miktarlarda, alaşımlarda kullanılır. En yararlı ve ucuz metallerden biri olan çelik, demire küçük bir miktar karbon katılmasıyla elde edilir.

Topaz, turkuvaz ve lal taşı dahil, çeşitli değerli taşların kapsamında demir vardır.

DEMİR FİLİZLERİ

Demir, yer kabuğunda büyük miktarlarda bulunan birçok yükseltgenmiş minerallerden ergitilir. Bu mineraller arasında hematit, magnetit, limonit ve karbonat sideriti sayabiliriz.

Hematit (Fe₂O₃), yüzde 70 demir, yüzde 30 oksijen kapsayan bir filizdir. Adı, kan kırmızısı renginden ötürü yunanca “kan” sözcüğünden türetilmiştir. Hematit, bazen eşkenar paralel yüzlü biçiminde, bazen bir gül yapraklarına benzeyen ince tabakalar halinde, bazen de boya maddesi olarak kullanılan ve topraklı kırmızı bakır filizi diye adlandırılan bir toz halinde bulunur.

Magnetit (Fe₃O₄), adını magnetit özelliklerinden alan ve yüzde 72 demir kapsayan en zengin demir filizidir. Eşkenar paralel yüzlü ve sekiz yüzlü sistemlerde billurlaşır. Magnetit su ve çözelti halindeki gazların kimyasal olarak aşındırmaya uğrattığı olivin ve biyotit gibi kayaların değişiminden de oluşur.

Limonit filizi, dünya demir üretiminde oldukça önemli bir yüzde oluşturur. Her bir limonit örneğinde ki demir yüzdesi, bulunan su molekülleri sayısına bağlıdır. Öteki demir filizlerinin değişimiyle oluşan limonit çoğunlukla demirli su çözeltileri yataklarındadır. Demir bakterisi adıyla bilinen küçük organizmaların hareketi de büyük miktarlarda limonit yatakları oluşumuna yol açmaktadır. Avrupa’ daki en büyük yataklar olan Alsace-Lorraine yatakları böyle oluşmuştur.

Siderit, FeCO₃ formülüyle gösterilen ve yüzde 43 demir kapsayan bir demir  II karbonattır. Billurları eşkenar paralel yüzlüdür. Siderit değişimi uğramadığı sürece beyazdır; ama yükseltgenliğinde (oksitlendiğinde), rengi sarı ile ya da kahverengiyle dönüşür. Siderit, çeşitli türlerde tortul kayalarda birleşme ya da kayaların kimyasal değişmeleri sonucu oluşur.

Mika, formülü FeO(OH) olan bir demir hidroksittir. Limonit ile birlikte bulunur. İğne biçiminde billurlar ya da tabakalar halinde rastlanır.

Prittien de (demir disülfür, FeS₂  büyük miktarlarda demir çıkarılır. Prit, kavurma denilen bir süreçle, kükürt dioksit yapmak için bol hava ile yakılır. Kükürt dioksit, daha sonra, demir çıkarılmasına elverişli olan sülfürik asit ve demir oksitler oluşturmadan kullanılır.

DEMİR YATAKLARI

A.B.D. en büyük demir üreticisidir. Hemen her eyalette demir bulunur. Ancak, en önemli yataklar Michigan, Minnessota ve Wisconsin’ deki hematit filizleridir. Dünya yüzeyindeki insan yapısı en geniş delik, Minnessota’ da Hibbing yakınlarındadır ve bir de demir madeni yüzünden açılmıştır. Lorraine’ deki büyük limonit yatakları, Fransa için zengin ve ekonomik bir demir kaynağı oluşturur. Rusya’ daki başlıca yataklar Urallar’ da Perm’ de ve Ukrayna’ da dır. Britanya’ da demir filizi yatakları, Midlands ve Kuzey İngiltere kömür havzaları arasında yer alır. İsveç, Almanya, İspanya, Lüksemburg, Kanada ve Hindistan’ da geniş yataklar vardır. Son yıllarda Afrika’ da da geniş demir yatakları ortaya çıkarılmıştır.

Birçok demir filizi yatağının geçmişi, bir yükselme ve düşüş öyküsüdür: Birçoğu, yüzyıllarca işletildikten sonra bırakılmış, ötekiler,yüzyıllarca ilgi çekmedikten sonra gün ışığına çıkarılmıştır. Geçmişte çıkarma teknikleri, yüksek nitelikli metalin yalnızca çok arı haldeki filizlerden çıkarılmasına olanak sağlayacak düzeydeydi

Bugün metal işleme tekniklerindeki gelişme nedeniyle bir yatağın kazanç getirici sayılabilmesi için büyük olması ve açık tavanlı madenciliğe elverişli olması gerekir.

DEMİR BİLEŞİKLERİ

 Demirin başlıca bileşiklerindeki yükseltgenme sayıları +2 ve +3’ tür. Havada oksijenle demir oksit oluşturacak biçimde bileşir. Oldukça kararsız olan bu bileşiğin demir (III) oksit denilen ferrik oksit’ e (Fe₂O₃) dönüşme eğilimi vardır. Ferrik oksit, demirin havası bol bir ortamda yakılmasıyla elde edilir. Ferro sülfür’ ü (FeS) de kapsayan sülfürleri, hidrojen sülfürün (H₂S) amonyaklı ortamda demir tuzları ile etkileşiminden oluşur.

Demirin sülfürik asitte çözünmesiyle, soluk yeşil renkli ferrosülfat [Fe₂(SO₄)₃] oluşur. Ferrosülfat hava ile temas ettiğinde hızla, kahverengi ferrik sülfata dönüşür. Demir hidroklorik asit (HCI) ile birleşince, susuz halde beyaz renkli, dört hidrojenli haldeyse yeşil renkli ferro klorür (FeCI₂) oluşur. Demir klorla tepkiyince yer yer yeşile çalan ve siyahımsı-kırmızı renkli bir bileşik olan ferrik klorür oluşur.

TEDAVİDE KULLANILIŞI

Demirin tıptaki en önemli kullanım yeri, hipokromik kansızlıkların tedavisindedir. Demir eksikliği durumu, hemoglobin oluşumunu engeller ve kırmızı kan hücrelerinin öteki işlevlerini yerine getirmesini de güçleştirir. Çok sayıdaki demir bileşiklerinden herhangi biri tedavide kullanılabilir. İnorganik tuzlar da, bu konuda aynı derecede etkilidirler.