الحديد هو العنصر الرابع الأكثر وفرة في القشرة الأرضية وتبلغ نسبته 5%. في الواقع، هو ثاني أكبر معدن ذو خصائص مغناطيسية، بعد الألومنيوم. كما تحتوي عليه معادن أخرى، مثل الأكسيد المستخدم في صناعة الصلب لإنتاج السبائك. اكتشف المزيد من ميزاته وتطبيقاته في العالم الحديث.
ما هو الحديد؟
وهو عنصر كيميائي ينتمي إلى المعادن الانتقالية في الجدول الدوري. الحديد هو معدن لامع، مطاوع، ناعم، قابل للطرق، قابل للأكسدة، مغناطيسي، أبيض أو رمادي فضي. وهو موقع ذريًا بالرقم 26 وكتلته الذرية 55.84.
رمز الحديد
Fe الرمز الذي يحدد الحديد هو “Fe”. وهذا مشتق من اسمها اللاتيني Ferrum، الذي يعني بالإسبانية المعدن. لقد حصل على هذا الاسم بسبب مظهره المعدني والمقاوم، والذي يسمح بإنشاء أشياء مختلفة، مثل الأسلحة والهياكل وأدوات العمل.
خصائص الحديد
وهو يقع في المجموعة 8 والدورة 4. وهو عنصر ثقيل يمكن أن يندمج طاردا للحرارة وله نواة صلبة تتكون من حوالي 30 نيوترونا، مما يدل على طاقته العالية. تعرف على المزيد حول مميزاته وهي:
- متآصل : قادر على تعديل تركيبه الجزيئي حسب درجة الحرارة.
- قابلة للطرق: يمكن أن تتشوه دون أن تنكسر، وهي مثالية لتصنيع الصفائح الرقيقة المثالية للصناعة.
- المغناطيسية: درجة مغناطيسيتها العالية لا تتفوق عليها أي مادة أخرى وتتميز بجاذبيتها وتنافرها مع العناصر الأخرى.
- الصلابة: شديدة المقاومة للتلامس مع العناصر الأخرى.
- اللون: رمادي فضي لامع.
- الحالة: في صورتها الطبيعية تكون صلبة أو مغناطيسية.
- الطعم والرائحة: عديم الرائحة وله طعم معدني.
- الذوبان: غير قابل للذوبان.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للحديد
- العدد الذري : 26
- الوزن الذري: 55845 (2)
- حالات الأكسدة: 2، 3
- السالبية الكهربية: 1.83
- المجموعة: 8
- الكثافة: 7.87
- نقطة الانصهار: 1535
- متوسط نصف القطر: 140 ساعة
- الفترة: 4.8
- الحالة: صلبة
- نقطة الغليان (درجة مئوية): 2750
- نصف القطر التساهمي: 126 م
- كتلة: د
- أكسيد: مذبذب
- الحرارة النوعية: 440 جول/(ك-كجم)
- نصف القطر الذري: 156
- إلكترونات لكل غلاف: 2.8، 14.2
- التكوين الإلكتروني: [Ar]3d64s2
أصل الحديد
ويعود تاريخ العنصر إلى 5000 قبل الميلاد، ولا سيما في الثقافتين المصرية والسومرية. تم استخدامه لأغراض احتفالية، ولكن في القرن العاشر أصبح مادة خام لصنع أشياء مثل السيوف، وذلك بفضل صلابته. عُرف هذا العصر بالعصر الحديدي، وذلك لتطبيقاته على العمل الزراعي الممتد والتنمية الهيكلية.
ما هو الحديد المستخدم ل؟
هذا المعدن متوفر بطبيعته في حالة صلبة وله استخدامات وتطبيقات مختلفة في صناعة الهياكل والأدوات والأشياء. بالإضافة إلى ذلك، فإن له خصائص طبية يستخدمها الإنسان لعلاج الحالات الشائعة، مثل فقر الدم.
يستخدم هذا العنصر الكيميائي المستخدم تجاريًا في تكوين الحديد المطاوع وسبائك الفولاذ، التي يتم الحصول عليها عن طريق الاتحاد مع الكربون. وبفضل هذا، يتم تصنيع المنتجات التي تحتوي على الحديد، مثل الألواح المجلفنة والمغناطيسات الكهربائية والأشياء الفولاذية والسفن والسيارات وهياكل البناء.
بالإضافة إلى ذلك، فهو موجود في جسم الإنسان مع الهيموجلوبين، ويستخدم طبيًا لتسهيل نقل الأكسجين في الدم. ومن التطبيقات الأخرى لهذا العنصر: تحضير الأحبار والدهانات والمنتجات المطهرة من مشتقاتها مثل كبريتات الحديدوز.
كيف نحصل على الحديد ؟
ويوجد في الطبيعة في حالة صلبة وهو جزء من معادن أخرى، مثل الأكاسيد والمغنتيت والهيماتيت والليمونيت. فيما يلي عملية تصنيع الحديد:
سحن
وتتكون من اختزال معادن العنصر، والتي تتم جافة بآلات دوارة تسمى المطاحن. ثم يمر عبر عملية الطحن الرطب، من أجل الحصول على الحد الأدنى من الجزيئات.
تصنيف
إنه ليس أكثر من فصل المنتج الذي يتم الحصول عليه عن طريق السحق والطحن بأحجام متساوية. يتم تقسيم الجزء بواسطة غربال، والذي يصنفه حسب حجمه، ومن ثم يتم تمييز الجزيئات الدقيقة أثناء مرورها عبر الشبكة.
تركيز
إنها عملية يتم فيها فصل الحديد عن المكونات الأخرى. ويتم ذلك عن طريق التعويم في الماء، مما يترك الشوائب في قاع الحاوية. هناك طريقة أخرى وهي الفصل المغناطيسي، الذي يفصل النفايات عن طريق تطبيق مجال القوة.
تحبيب
إنها تقنية تقوم بتجميع العنصر بأكمله المسحوق بالفعل بالماء لتحويله إلى جزيئات مستديرة خالية من الشوائب. أخيرًا، يمرون بعملية الخبز في الفرن حتى يتصلبوا.
باختصار، الحديد هو عنصر كيميائي رمادي أو أبيض، لامع، ناعم، قابل للأكسدة والطرق، ينتمي إلى المعادن الانتقالية في الجدول الدوري. وهو في حالة صلبة وقابل للتطبيق في مجال الطب والبناء والاستخدام التجاري.