Demir: nedir, özellikleri, kullanımları ve metalin elde edilmesi

Ö Demir simgesi Fe, atom numarası 26 ve atom kütlesi 55.847 u olan, Periyodik Tablonun 8. grubunda yer alan bir geçiş metalidir.

Başlıca özellikleri şunlardır: gümüşi beyaz görünümlü, manyetik özelliklere sahip ve nemli ortamlarla temasta kolayca paslanan parlak metal.

Dünyada en çok kullanılan ve Brezilya'dan en çok ihraç edilen metaldir. Demirin ana kullanımı, örneğin inşaat, araba imalatı ve ev aletlerinde kullanılan çelik üretimi içindir.

Demir, cevherlerde esas olarak oksitler ve hidroksitler şeklinde bulunur. Bu nedenle, ticari olarak kullanılan demir, bu malzemelerin ekstraksiyonu ve saflaştırılmasından yapılır. En büyük demir cevheri yataklarına sahip ülkeler şunlardır: Avustralya, Rusya, Brezilya, Çin ve Hindistan.

Demir özellikleri

Erime noktası: 1.538 °C
Kaynama noktası: 2.861 °C
20°C'deki fiziksel durum: katı
Yoğunluk: 7.874 g/cm³
Oksidasyon durumları: +2, +3, +4, +6
Elektronik dağıtım: [Ar]3d⁶4s²
Doğal izotoplar: ⁵⁶Fe (daha kararlı), ⁵⁴İnanç, ⁵⁷İnanç ve ⁵⁸İnanç

Demir kullanımları ve uygulamaları

instagram story viewer

Demirin ana kullanımı, bu elementin ana metalik alaşımı olan ve doğadan çıkarılan metalin %98'inin hedeflendiği çeliğin üretimi için bir hammaddedir.

Çelik, az miktarda diğer kimyasal elementlerin eklenmesine ek olarak, %0.5 ila %1.7 arasında değişen karbon miktarları olan metalik bir demir alaşımıdır.

Üretilen farklı çelik türleri, karbon yüzdesi düzenlendiğinden, diğer elementler dahil edildiğinden ve özel ısıl işlemler yapıldığından farklı özelliklere sahiptir.

Demir içeren alaşımlara örnekler:

Karbon çeliği: demir, karbon, manganez, silikon ve diğer elementlerin eser miktarda alaşımı;
Paslanmaz çelik: demir, krom, karbon alaşımı ve diğer elementlerin eser miktarda;
Dökme Demir: Bir demir, karbon ve silikon alaşımıdır ve eser miktarda başka element içerebilir.

Demirin ilk kullanımları, tarım için aletler ve avcılık ve savaş için silahlar yaratmaktı. Günümüzde demir, mutfak eşyaları, betonarme ve inşaatlardaki kirişler, ulaşım araçları ve çok daha fazlası gibi farklı günlük malzemelerde bulunmaktadır.

Demir hala demir reaksiyonları için bir katalizör olarak kullanılmaktadır. En çok üretilen kimyasal maddelerden biri de gübre üretimi için önemli bir hammadde olan amonyaktır.

Hidrojen ve nitrojen gazlarının yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında sentezlenmesinde Haber-Bosch'un amonyak üretmesini hızlandırmak için katalizör olarak demirin eklenmesiyle verimli hale geliyor. reaksiyon.

Demir Oluşumu

Demir (Fe) oksijen, silisyum ve alüminyumdan sonra doğada en çok bulunan dördüncü elementtir. Yerkabuğunun %5'ini oluşturur ve doğada nadiren serbest halde bulunur.

En çok kullanılan ve ekonomik açıdan en önemli metal cevherleri şunlardır:

Hematit (Fe₂Ö₃)
Manyetit (Fe₃Ö₄)
Takonit (Fe₃Ö₃)
Götit (Fe₂O3.H₂Ö)
Limonit (2Fe₂Ö₃.3H₂Ö)

Bileşiminde bu element ile 300'den fazla cevher olduğu tahmin edilse de, işleme için yeterli demire sahip olanlar oksit (O) formundadır._x). Diğer demir cevherleri sülfatlar, silikatlar ve karbonatlardan oluşur.

Brezilya, Avustralya'dan sonra dünyanın en büyük ikinci demir üreticisidir ve bu metalin cevheri, ülkenin ihracatının yaklaşık %68'i ile Brezilya'dan en çok ihraç edilen madendir.

Brezilya topraklarında cevherden en fazla yararlanılan bölgeler şuralarda bulunur:

Demir Dörtgen (Minas Gerais)
Porteirinha (Minas Gerais)
Carajás Maden Bölgesi (Pará)
Corumbá Bölgesi (Mato Grosso do Sul)

Dünyanın en dış tabakasında demir en bol bulunan ikinci metal iken, gezegenin çekirdeğinde bu element, yapı bir demir alaşımından oluştuğu için bileşiminde en yüksek yüzdeye sahiptir ve nikel.

Bu nedenle, gezegeni bir bütün olarak ele alırsak, Demir, Dünya'nın kimyasal bileşiminin yaklaşık %30'unu temsil eder.

Demirin Önemi

Demir, kimyasal, fiziksel ve biyolojik süreçler için çok yönlü ve önemli bir kimyasal elementtir.

Demir, bol miktarda bulunan, elde edilmesi kolay, dövülebilir ve dayanıklı olduğu için, ekipman yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Demir, insan vücudunda da bulunan bir metaldir. Yetişkin bir insanda yaklaşık 2 ila 4 g demir bulunur.

Oksijenin akciğerlerden vücudun diğer bölgelerine taşınmasından sorumlu bir protein olan kandaki hemoglobinin ana bileşenidir. Bu ancak demir atomunun oksijene kolayca bağlanması ve dolayısıyla taşınmasının kırmızı kan hücreleri tarafından gerçekleştirilmesi nedeniyle mümkündür.

Demir, organik moleküllerin üretimi, bireyin büyümesi ve gelişmesi için önemli olduğundan diyette bulunması gereklidir.

Yetişkinler için önerilen demir alımı 10 ila 15 mg arasında değişir ve aşağıdakilerden elde edilebilir: Fasulye, kırmızı et, kabuklu deniz ürünleri, kakao tozu, kabak çekirdeği gibi mineral açısından zengin besinler ve ıspanak.

Vücuttaki demir eksikliği en sık görülen anemi tipine neden olur ve ana semptomlardan bazıları solgunluk, yorgunluk, taşikardi, baş ağrısı, saç dökülmesi ve sinirliliktir.

Demirin kökeni ve tarihi

Metaller Çağı, tarihöncesinin son evresidir ve demiri, homidlerin ağırlıklı olarak alet ve silah yapımında kullandığı dönemin son metali olarak sunar.

Demir Çağı MÖ 1500 yılları arasında gerçekleşti. C-300 a. C., ancak MÖ 3500'den kalma metal nesneler zaten bulundu. C. Mısır'da.

Demirin kalitesi, bu elementin bileşikleri demir eritme için kullanıldığından, mevcut karbon içeriği ile ölçülmüştür. Bu nedenle, karbon miktarı ne kadar düşükse, demirin kalitesi o kadar yüksek olur.

Demir, Sanayi Devrimi'nin ilk aşaması için de en önemli metaldi.

İçerikle daha fazla bilgi edinin: