عنصر-الحديد-واستخداماته
محتويات
الحديد
الحديد عنصر معدني من العناصر الانتقالية رمزه الكيميائي Fe، وهو من أقدم العناصر المعروفة وأكثرها تواجداً في مكونات الأرض، إذ يشكل 35% منها، وقد عرف الإنسان وقدّر أهميته منذ القدم إذ استخدمه الإنسان حوالي عام 4000 ق.م في صناعة رؤوس الحراب، فضلاً عن أهميته الاقتصادية كمعدن صناعي، فهو ذو أهمية حيوية أيضاً، إذ يدخل في تركيب هيموغلوبين الدم وفي تركيب كلوروفيل النباتات، تقدم هذه المقالة معلومات عن عنصر الحديد واستخداماته.
خصائص معدن الحديد
- عندما يكون الحديد نقياً، يكون ليّناً، لذا تضاف له عناصر كالكربون ومعادن أخرى كالكروم والنيكل لتصليده.
- تصنع منه السبائك، كسبائك الحديد الصلب والنيكل وسبائك الحديد الصلب والكروم.
- معدن قابل للتشكيل بالصبّ في القوالب.
- تفاعله مع الأكسجين بطيء، لكن إذا كان الحديد مختلطاً بعناصر أخرى (أي السبائك والحديد الصلب) فإنه يكون عرضةً للتآكل بتفاعله مع الهواء الرطب، ويتكون الصدأ، لذا للحفاظ عليه من الصدأ يتم وضع طبقة عازلة كالدهان أو الزيوت.
- ذو موصلية كهربائية عالية.
- له خاصية مغناطيسية عالية.
- يتفاعل بدرجات بسيطة جداً مع اللامعادن كالكلور والأكسجين، في الظروف العادية، لكن بالتسخين يكون التفاعل شديداً.
عنصر الحديد واستخداماته
ثمة أنواع مختلفة للحديد، فالحديد بصورته النقية لا يستخدم صناعياً بسبب ليونته، لذا تضاف له نسب مختلفة من الكربون والمعادن الأخرى، فينتج أنواع من الحديد يستخدم كلٌ منها لأغراض معينة، وهي كالآتي:
- الحديد الزهر: يحتوي على الكربون بنسبة 2-4%، وعلى سيليكون بنسبة 0.3-3% وعلى المنغنيز بنسبة 0.2-1.2%، ويدخل في صناعة الأنابيب وأدوات الطهي،
- الحديد المطاوع: يحتوي على القليل من الكربون بنسبة 0.01-2%، يستخدم لصناعة قضبان التسليح المستخدمة في البناء، وبفعل ليونته يستخدم لصنع المغناطيسات الكهربائية التي تستخدم في الأجهزة الكهربائية.
- الحديد الصلب (الفولاذ): يحتوي على كربون بنسبة 0.1-1.5% وكبريت وفسفور، ومعادن أخرى كالكروم والنيكل، يستخدم في صناعة الجسور وقضبان السكك الحديدية وهياكل السفن والسيارات.
استخدامات مركبات الحديد
- تستخدم مركبات الحديد كعوامل محفّزة في إنتاج الأمونيا، وفي إنتاج الوقود بتحويل أول أكسيد الكربون إلى هيدروكربونات.
- تدخل كبريتات الحديد الثنائي في صناعة الإسمنت، ذلك أنها تعمل على اختزال أملاح الكرومات.
- تدخل كبريتات الحديد الثلاثي في تنقية مياه الصهاريج عن طريق ترسيب الجسيمات الدقيقة
- يدخل كلوريد الحديد الثنائي في الصناعات العضوية.
- يدخل كلوريد الحديد الثلاثي في معالجة وتنقية مياه الصرف والصباغة وتنظيف النحاس.
الحديد في جسم الإنسان
- يدخل الحديد في تركيب هيموغلوبين الدم (الكريات الحمراء)، حيث تقدّر كميته في الجسم بغرامين اثنين، كما يمدّ الجسم بالأكسجين ويقوّي المناعة، يحصل الجسم على الحديد من الطعام خاصة اللحوم والسبانخ والبقدونس والبقوليات، ويتوفّر أيضاً في الصيدليات على شكل أقراص.
- نقص الحديد الشديد يسبّب فقر الدم، لذا يجب أن يحرص الإنسان على تناول الأغذية الغنية بالحديد.
- ثمة مركبات عضوية أخرى للحديد، كالميوغلوبين (أو خضاب العضل) وهو بروتينات يدخل في تركيبها الأكسيجين والحديد ويدخل في تركيب الألياف العضلية؛ والسيتوكروم (خضاب الخلية)، والنيتروجينيز وهو إنزيم يسهم في تثبيت النيتروجين.