جهت مشاوره و استعلام قیمت تماس بگیرید : 09121504568

کاربردها و خواص آهن

کاربردها و خواص آهن آهن 5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد و از نظر فراوانی پس از آلومینیوم در میان فلزات، چهارمین فراوانی را پس از اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم در میان عناصر دارد. آهن، که اصلی ترین عنصر تشکیل دهنده هسته زمین است، فراوان ترین عنصر در کل زمین است (حدود 35 درصد) و در خورشید و سایر ستارگان نسبتاً فراوان است. در پوسته فلز آزاد نادر است و به صورت آهن زمینی (آلیاژ شده با 2 تا 3 درصد نیکل) وجود دارد. در سنگ های بازالتی در گرینلند و رسوبات کربنی در ایالات متحده (میسوری) و به عنوان آهن شهاب سنگی با نیکل کم (5-7 درصد نیکل)، کاماسیت. نیکل-آهن، یک آلیاژ بومی، در رسوبات زمینی (21-64 درصد آهن، 77-34 درصد نیکل) و در شهاب سنگ ها به صورت تانیت (62-75 درصد آهن، 37-24 درصد نیکل) وجود دارد. شهاب سنگ ها بر اساس نسبت نسبی محتوای آهن و سیلیکات- معدنی به عنوان آهن، سنگ آهن یا سنگ طبقه بندی می شوند. آهن همچنین در ترکیب با عناصر دیگر در صدها ماده معدنی یافت می شود. هماتیت (اکسید آهن، Fe2O3)، مگنتیت (تتروکسید تری آهن، Fe3O4)، لیمونیت (هیدروکسید اکسید آهن هیدراته، FeO(OH)∙nH2O) و سیدریت (کربنات آهن، FeCO3) بیشترین اهمیت را به عنوان سنگ آهن دارند. سنگهای آذرین به طور متوسط ​​حدود 5 درصد آهن دارند. این فلز از ذوب با کربن (کک) و سنگ آهک استخراج می شود. مقدار متوسط آهن در بدن انسان حدود 4.5 گرم (حدود 0.004 درصد) است که تقریباً 65 درصد آن به شکل هموگلوبین است که اکسیژن مولکولی را از ریه ها در سراسر بدن منتقل می کند. 1 درصد در آنزیم های مختلف که اکسیداسیون داخل سلولی را کنترل می کنند و بقیه در بدن (کبد، طحال، مغز استخوان) برای تبدیل به هموگلوبین در آینده ذخیره می شود. گوشت قرمز، زرده تخم مرغ، هویج، میوه ها، گندم کامل و سبزیجات سبز بیشتر از 10 تا 20 میلی گرم آهن مورد نیاز روزانه یک بزرگسال متوسط را تامین می کنند. برای درمان کم خونی های هیپوکرومیک (ناشی از کمبود آهن)،از تعداد زیادی از ترکیبات آهن آلی یا معدنی (معمولا آهنی) استفاده می شود. آهن که معمولاً در دسترس است، تقریباً همیشه حاوی مقادیر کمی کربن است که در طی ذوب از کک برداشت می شود. اینها خواص آن را تغییر می دهند، از چدن های سخت و شکننده حاوی حداکثر 4 درصد کربن گرفته تا فولادهای کم کربن انعطاف پذیرتر که حاوی کمتر از 0.1 درصد کربن هستند. سه آلوتروپ واقعی آهن در شکل خالص آن وجود دارد: _ آهن دلتا: با ساختار کریستالی مکعبی بدنه مشخص می شود، در دمای 1390 درجه سانتی گراد (2534 درجه فارنهایت) پایدار است. _ آهن گاما: در زیر این دما انتقالی به آهن گاما وجود دارد که دارای ساختار مکعبی (یا مکعبی بسته بندی شده نزدیک) است و پارامغناطیس است (تنها قادر به مغناطیسی ضعیف و فقط تا زمانی که میدان مغناطیسی وجود دارد) است. توانایی آن در تشکیل محلول های جامد با کربن در فولادسازی مهم است. _آهن آلفا پارامغناطیس: در دمای 910 درجه سانتیگراد (1670 درجه فارنهایت) انتقالی به آهن آلفای پارامغناطیس وجود دارد که ساختار آن نیز مکعب محور بدن است. _آهن آلفا به فرومغناطیس: در دمای زیر 773 درجه سانتیگراد (1423 درجه فارنهایت)، آهن آلفا به فرومغناطیسی تبدیل می شود (یعنی می تواند به طور دائم مغناطیسی شود)، که نشان دهنده تغییر در ساختار الکترونیکی است اما تغییری در ساختار بلوری وجود ندارد. در دمای بالای 773 درجه سانتیگراد (نقطه کوری خود)، فرومغناطیس خود را به طور کلی از دست می دهد. آهن آلفا فلزی نرم، انعطاف پذیر، براق، خاکستری-سفید با استحکام کششی بالا است. آهن خالص کاملاً واکنش پذیر است. در حالت بسیار ریز تقسیم شده، آهن فلزی پیروفوریک است (یعنی خود به خود مشتعل می شود). به شدت با کلر در حرارت ملایم و همچنین با انواع غیر فلزات دیگر از جمله همه هالوژن ها، گوگرد، فسفر، بور، کربن و سیلیکون ترکیب می شود (فازهای کاربید و سیلیسید نقش عمده ای در متالورژی فنی آهن دارند) آهن فلزی به راحتی در اسیدهای معدنی رقیق حل می شود. با اسیدهای غیر اکسید کننده و در غیاب هوا، آهن در حالت اکسیداسیون +2 به دست می آید. با وجود هوا یا زمانی که از اسید نیتریک رقیق گرم استفاده می شود، مقداری از آهن به عنوان یون Fe3+ وارد محلول می شود. محیط‌های بسیار قوی اکسید کننده (مثلاً اسید نیتریک غلیظ یا اسیدهای حاوی دی کرومات) آهن را غیرفعال می‌کنند. (یعنی باعث می‌شوند که فعالیت شیمیایی طبیعی خود را از دست بدهند) با این حال، مانند کروم، آب بدون هوا و هیدروکسیدهای بدون هوای رقیق اثر کمی بر فلز دارند، اما توسط هیدروکسید سدیم غلیظ داغ مورد حمله قرار می گیرند. آهن طبیعی مخلوطی از چهار ایزوتوپ پایدار است: 1. آهن-56 (91.66 درصد) 2. آهن-54 (5.82 درصد) 3. آهن-57 (2.19 درصد) 4. آهن-58 (0.33 درصد)

نظرات ثبت شده

نظری درباره این مطلب ثبت نشده است ، شما نفر اول باشید

نظر خود را به اشتراک بگزارید ایمیل شما در سایت نمایش داده نخواهد شد

جهت مشاوره و استعلام قیمت تماس بگیرید
09121504568