เหล็ก: มันคืออะไร คุณสมบัติ การใช้ และการได้มาซึ่งโลหะ

อู๋ เหล็ก เป็นโลหะทรานซิชันที่อยู่ในกลุ่มที่ 8 ของตารางธาตุ โดยมีสัญลักษณ์ Fe เลขอะตอม 26 และมวลอะตอม 55.847 u

ลักษณะสำคัญของมันคือ: โลหะมันวาว สีขาวเงิน มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก และเกิดสนิมได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ชื้น

เป็นโลหะที่ใช้มากที่สุดในโลกและส่งออกจากบราซิลมากที่สุด เหล็กที่ใช้เป็นหลักสำหรับการผลิตเหล็ก เช่น ในงานโยธา การผลิตรถยนต์ และเครื่องใช้ในครัวเรือน

ธาตุเหล็กพบได้ในแร่ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ ดังนั้นเหล็กที่ใช้ในเชิงพาณิชย์จึงทำมาจากการสกัดและทำให้บริสุทธิ์ของวัสดุเหล่านี้ ประเทศที่มีแร่เหล็กมากที่สุด ได้แก่ ออสเตรเลีย รัสเซีย บราซิล จีน และอินเดีย

คุณสมบัติของเหล็ก

จุดหลอมเหลว: 1,538 °C
จุดเดือด: 2,861 °C
สภาพร่างกายที่ 20 องศาเซลเซียส: ของแข็ง
ความหนาแน่น: 7.874 ก./ซม.³
สถานะออกซิเดชัน: +2, +3, +4, +6
การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์: [Ar]3d⁶4s²
ไอโซโทปธรรมชาติ: ⁵⁶Fe (มีเสถียรภาพมากขึ้น), ⁵⁴ศรัทธา, ⁵⁷ศรัทธาและ ⁵⁸ศรัทธา

การใช้เหล็กและการใช้งาน

การใช้เหล็กเป็นหลักเป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็ก ซึ่งเป็นโลหะผสมหลักของธาตุนี้ และโลหะที่สกัดจากธรรมชาติถึง 98%

เหล็กเป็นโลหะผสมของเหล็ก ปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 0.5 ถึง 1.7% นอกเหนือจากการเพิ่มองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อย

instagram story viewer

เหล็กประเภทต่างๆ ที่ผลิตขึ้นมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเนื่องจากมีการควบคุมเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอน รวมองค์ประกอบอื่นๆ และดำเนินการอบชุบด้วยความร้อนจำเพาะ

ตัวอย่างของโลหะผสมกับเหล็ก:

เหล็กกล้าคาร์บอน: โลหะผสมของเหล็ก คาร์บอน แมงกานีส ซิลิกอน และธาตุอื่นๆ
เหล็กกล้าไร้สนิม: โลหะผสมของเหล็ก โครเมียม คาร์บอน และร่องรอยขององค์ประกอบอื่นๆ
เหล็กหล่อ: โลหะผสมของเหล็ก คาร์บอน และซิลิกอน และอาจมีธาตุอื่นๆ หลงเหลืออยู่

การใช้เหล็กครั้งแรกคือการสร้างเครื่องมือสำหรับการเกษตรและอาวุธสำหรับการล่าสัตว์และการทำสงคราม ทุกวันนี้ เหล็กมีอยู่ในวัสดุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน เช่น เครื่องใช้ในครัว คอนกรีตเสริมเหล็ก และคานที่ใช้ในการก่อสร้าง วิธีการขนส่ง และอื่นๆ อีกมากมาย

เหล็กยังคงใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาของเหล็ก สารเคมีที่ผลิตได้มากที่สุดชนิดหนึ่งคือแอมโมเนีย ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตปุ๋ย

การรวมกันของก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจนภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูงในการสังเคราะห์ Haber-Bosch ในการผลิตแอมโมเนียจะมีประสิทธิภาพด้วยการเติมธาตุเหล็กเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่ง ปฏิกิริยา.

ธาตุเหล็ก

เหล็ก (Fe) เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสี่ในธรรมชาติ รองจากออกซิเจน ซิลิกอน และอะลูมิเนียม มันประกอบด้วยเปลือกโลก 5% และไม่ค่อยพบในธรรมชาติ

แร่โลหะที่ใช้ประโยชน์สูงสุดและมีความสำคัญทางเศรษฐกิจที่สุดคือ:

เฮมาไทต์ (Fe₂อู๋₃)
แมกนีไทต์ (Fe₃อู๋₄)
ทาโคไนท์ (Fe₃อู๋₃)
เกอไทต์ (Fe₂O3.H₂อ)
ลิโมไนต์ (2Fe₂อู๋₃.3H₂อ)

แม้ว่าจะประมาณว่ามีแร่มากกว่า 300 ชนิดที่มีธาตุนี้อยู่ในองค์ประกอบ แต่แร่ที่มีธาตุเหล็กเพียงพอสำหรับการแปรรูปจะอยู่ในรูปของออกไซด์ (O_x). แร่เหล็กอื่นๆ เกิดจากซัลเฟต ซิลิเกต และคาร์บอเนต

บราซิลเป็นผู้ผลิตเหล็กรายใหญ่เป็นอันดับสองของโลก รองจากออสเตรเลีย และแร่โลหะนี้ส่งออกมากที่สุดจากบราซิล โดยคิดเป็น 68% ของการส่งออกของประเทศ

ภูมิภาคที่มีการแสวงหาผลประโยชน์มากที่สุดของแร่ในดินแดนบราซิลตั้งอยู่ใน:

เหล็กสี่เหลี่ยม (มีนาสเจอไรส์)
ปอร์เตรินญา (มีนาส เจไรส์)
มิเนอรัล จังหวัดคาราจาส (ปารา)
ภูมิภาคโกรุมบา (Mato Grosso do Sul)

ในขณะที่อยู่ในชั้นนอกสุดของโลก เหล็กเป็นโลหะที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดเป็นอันดับสอง ในแกนกลางของดาวเคราะห์นี้ องค์ประกอบมีเปอร์เซ็นต์สูงสุดในองค์ประกอบ เนื่องจากโครงสร้างประกอบด้วยโลหะผสมเหล็กและ นิกเกิล.

ดังนั้น หากเราพิจารณาโลกโดยรวม ธาตุเหล็กเป็นตัวแทนประมาณ 30% ขององค์ประกอบทางเคมีของโลก

ความสำคัญของธาตุเหล็ก

เหล็กเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญและหลากหลายสำหรับกระบวนการทางเคมี กายภาพ และชีวภาพ

เนื่องจากเป็นโลหะจำนวนมาก หาง่าย อ่อนตัวและทนทาน เหล็กจึงถูกใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตอุปกรณ์

เหล็กเป็นโลหะที่มีอยู่ในร่างกายมนุษย์เช่นกัน คนโตเต็มวัยมีธาตุเหล็กประมาณ 2 ถึง 4 กรัม

เป็นองค์ประกอบหลักของฮีโมโกลบินในเลือด ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีหน้าที่ในการขนส่งออกซิเจนจากปอดไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย สิ่งนี้เป็นไปได้เพียงเพราะอะตอมของเหล็กจับกับออกซิเจนได้ง่ายและทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงขนส่งได้

เนื่องจากธาตุเหล็กมีความสำคัญต่อการผลิตโมเลกุลอินทรีย์ การเจริญเติบโตและการพัฒนาของแต่ละบุคคล จึงมีความจำเป็นที่ธาตุเหล็กจะมีอยู่ในอาหาร

ปริมาณธาตุเหล็กที่แนะนำสำหรับผู้ใหญ่จะแตกต่างกันไประหว่าง 10 ถึง 15 มก. และสามารถรับได้ผ่าน อาหารที่อุดมด้วยแร่ธาตุ เช่น ถั่ว เนื้อแดง หอย ผงโกโก้ เมล็ดฟักทอง และ ผักโขม

การขาดธาตุเหล็กในร่างกายทำให้เกิดโรคโลหิตจางชนิดที่พบบ่อยที่สุด และอาการหลักๆ บางอย่าง ได้แก่ สีซีด อ่อนล้า หัวใจเต้นเร็ว ปวดศีรษะ ผมร่วง และหงุดหงิด

กำเนิดและประวัติของเหล็ก

ยุคโลหะเป็นช่วงสุดท้ายของประวัติศาสตร์และนำเสนอเหล็กเป็นโลหะสุดท้ายในยุคที่ homids ใช้เป็นหลักในการผลิตเครื่องมือและอาวุธ

ยุคเหล็กเกิดขึ้นระหว่าง 1500 ปีก่อนคริสตกาล C-300 ก. ค. แต่มีการค้นพบวัตถุที่เป็นโลหะตั้งแต่ 3500 ปีก่อนคริสตกาล ค. ในอียิปต์.

คุณภาพของเหล็กวัดจากปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่ เนื่องจากสารประกอบของธาตุนี้ถูกใช้สำหรับการถลุงเหล็ก ดังนั้น ยิ่งปริมาณคาร์บอนต่ำ คุณภาพของเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้น

เหล็กยังเป็นโลหะที่สำคัญที่สุดในช่วงแรกของการปฏิวัติอุตสาหกรรม

ได้รับความรู้เพิ่มเติมด้วยเนื้อหา: