تعريف الحديد



تعريف الحديد
لا يوجد الحديد حرا في الطبيعة إنما على شكل فلزات متكونة من مركبات مختلفة معا في التربة ويوجد في كل أنحاء العالم تقريبا، إذ أنه يدخل في تركيب القشرة الأرضية بنسبة 56% إنّ هذا المعدن عندما يكون نقيا يغلب عليه اللون الأبيض والرمادي.
مصادر الحديد
يوجد الحديد في الطبيعة على شكل مركبات كميائية ممزوجة بالتربة والرمال والصخور و تدعى بالحديد الغفل وهذا الغفل يوجد على سطح الأرض ويسمى بالمنجما مكشوفا أو داخل الأرض ويسمى منجما جوفيا و للحصول على المعدن صافي تقوم بتعدينه في الفرن العالي.
تعدين الحديد
تشمل عمليات تعدين الحديد على المراحل التالية:
1-
تنقية الخام من بعض الشوائب بغسله بالماء وتجفيفه.
2-
معالجة الخام النقي في الفرن العالي ويكون ذلك بمزجه مع فحم الكوك في الفرن نفسه و في نفس الوقت، يرسل تيار هوائي ساخن من الأسفل إلى الأعلى، حيث يتفاعل الفحم الكوك مع الأوكسجين و ينتج عند ذلك أكسيد الفحم.
3-
و منه يحصل على الحديد منه به نسبة قليلة، من الفحم حيث من الفحم، يخرج المصهور من أسفل الفرن و هو عبارة من الحديد الصلب المنصهر، يستخدم هذا الأخير للحصول على الحديد الصلب والأشهب و الفولاذ و الحديد اللين.
4-
ويوجد في معمل الحجار فرنان عاليان نحصل بواسطتها على الحديد الصلب.
تعريف الفرن العالي
مادة الحديد توضع في فرن و هذا الفرن يسمى بالفرن العالي، و الفرن العالي هو عبارة عن برج ذو ارتفاع من 20م إلى 40م وقطره 5م إلى 10م و هو مرمن بمواد الخاصة ولا ننسى أن حجمه هو 633 متر مكعب و هو مقاوم للحرارة.
سبائكه
أ- تعريف السبكة:هي خليط معدني أو أكثر
ب- الحديد الزهر -الصلب-
هو حديد 1.5 إلى كربون هو قابل للإنكسار بسهولة و لا يسمح بطرقة .
ج- الفولاذ
حديد +0.05 إلى 1.5 كربون
د- خصائص الفولاذ هو مرن وقاسي مطاوع ويتغير خصائصه حسب نسبة الكربون.

أنواع الفولاذ
الفولاذ اللين، الفولاذ النصف القاسي، الفولاذ القاسي، الحديد قابل للصداء بفضل عوامل الرطوبة أكسيد الحديد ويكون الصداء عوامل التكوين الصداء هي :
الأوكسجين في هواء الغبار الموجود في الطبقات العليا و الصداء هو عبارة عن عدة تفاعلات كيميائية للحديد و هو ليس أحسن ناقل للكهرباء.
خصائصه :
-
الحديد معدن أبيض، رمادي عندما يكون نقيا و في حالته الصلبة العادية.
-
يتميز الحديد بانجذابه نحو المغناطيسي، ويصبح هو الآخر مغناطيسيا عندما يكون موجودا في حقل مغناطيسي ويفعل هذه الصفة عند زوال هذا الحقل.
وجود الحديد في الطبيعة
-
يوجد الحديد في الطبيعة بشكل أكاسيد هي أكسيد الحديد المغناطيسي أو المعناتيت، وأكسيد الحديد الثلاثي (الهيماتين الأحمر) وأكسيد الحديد الثلاثي (الآيمونيتي) وبشكل فحمات مثل فحمات الحديد ثلاثي الحديد السباتي في انكسار وبشكل كباريت مثل (البريت).
---------------
الفلز (بالإنجليزية: metal‏) (يسمى في بعض الدول العربية بالمعدن) في علم الكيمياء كلمة فلز metal (الأصل الإغريقي : ميتالون) تعنى العنصر الكيميائي الذي يفقد الإليكترونات ليكون أيونات موجبة (كاتيونات) وتوجد رابطة فلزية بين ذراته، كما يتم وصف الفلزات أيضا على أنها شبكة من الأيونات الموجبة (كاتيونات) داخل سحابة من الإلكترونات. وتقع الفلزات في الثلاث مجموعات للعناصر التي تتميز بتأينها وخواصها، ومع أشباه الفلزات واللا فلزات.وعند رسم خط مائل في الجدول الدوري من البورون إلى البولونيوم فإن هذا الخط يفصل الفلزات عن اللا فلزات، وتكون العناصر الواقعة على هذا الخط هي أشباه الفلزات، وتكون العناصر التي تقع أسفل يمين الخط هي الفلزات، والتي تقع أعلى يسار الخط هي اللا فلزات. واللافلزات متوفرة في الطبيعة أكثر من الفلزات، ولكن الفلزات تكون أغلب الجدول الدوري. ومن الفلزات المشهورة الألومنيوم ،النحاس، الذهب، الحديد، الرصاص، الفضة، التيتانيوم، اليورانيوم، الزنك. الصور المتآصلة للفلزات تميل لأن يكون لها بريق، لدنة، قابلة للطرق، موصلة، بينما اللا فلزات بصفة عامة تكون هشه (اللا فلزات الصلبة) بدون بريق، عازلة.

[
عدل] الخواص الفيزيائية
الفلزات لها خواص فيزيائية مميزة : فإنها غالبا ما تكون لامعة (لها بريق)، ذات كثافة عالية، يمكن سحبها، يمكن طرقها، وغالبا درجة إنصهار عالية، كما أنها صلبة وجيدة التوصيل للكهرباء والحرارة. ويرجع هذا بصفة عامة لكثافتها القليلة، وطراوتها، بينما الفلزات ذات درجة حرارة الإنصهارالمنخفضة تكون نشيطة ونادرا ما يمكن تواجدها في حالتها العنصرية الفلزية.
وتحدث خاصية التوصيل غالبا لأن كل ذرة يكون بها إلكترونات غير مرتبطة جيدا في غلافها الأخير (إلكترون التكافؤ)، وعلى هذا يتكون ما يشبه البحر حول كاتيون نواة الفلز مما يسبب خاصية التوصيل.

معظم الفلزات غير ثابتة كيميائيا، تتفاعل مع الأكسجين في الهواء لتكوين أكاسيد بمرور الوقت (الحديد يصدأ على مر السنين، يحترق البوتاسيوم في ثواني، الفضة تفقد لمعانها في شهور). تتفاعل الفلزات القلوية أسرع، يتبعها الفلزات القلوية الترابية والتي توجد في أيمن الجدول الدوري. وتأخذ الفلزات الإنتقالية وقت أطول لتتأكسد (مثل الحديد، النحاس، النيكل) بينما لا يتفاعل البالاديوم، الذهب، البلاتين مع الأكسجين الجوي على الإطلاق (ولهذا يتم صنع المصاغ منهم). بعض الفلزات تكون طبقة ساترة من الأكسيد على سطحها والتي لا يمكن اختراقها بجزيئات الأكسجين ولهذا فإنها تحتفظ بخاصية اللمعان والتوصيل لعقود عديدة (مثل الألومنيوم، بعض أنواع الصلب، التيتانيوم وغيرها). وبالنسبة للفلزات الأخرى يتم طلائها بالبويات، أوبالطلاء الكهربي لمنع تأكسدها. وان الذرة اصغر جزء ويحمل الخواص الكيميائية له
أنواع الفلزات :1- الفلزات النبيلة (المعادن الكريمة)
2-
الفلزات القلوية منها (البوتاسيوم وهو شديد التفاعل مع الماء وعند حرقه يعطي لهبا ليلكيا).
3-
فلزات الاتربة القلوية.
4-
الفلزات الانتقالية.
5-
الفلزات الرديئة.
[
عدل] السبائك
السبيكة هي خليط من الخواص الفلزية وتحتوى على الأقل عنصر فلزي واحد. مثال ذلك الصلب (الحديد والكربون) ،النحاس الأصفر (النحاس والزنك)، البرونز (النحاس والقصدير)، دور ألومين (الألومنيوم والنحاس). يتم تصنيع السبائك غالبا للتطبيقات الخاصة، مثل المحركات النفاثة، والتي تحتوى على أكثر من عشر عناصر.
[
عدل] مسميات
فلزات حديدية هي الفلزات التي تحتوي على الحديد.
فلزات خاملة هي تلك التي تقاوم الأكسدة والتآكل قد. من الممكن إدراجها كفلزات نفيسة. مثل (التانتالوم والبلاتين).
فلزات نفيسة هي فلزات لها قيمة اقتصادية عالية. تعتبر كيميائيا فلزات أقل نشاطا من الفلزات الأخرى، أكثر لمعانا وتويصيلا للكهرباء. وكانت تاريخيا تستخدم كعملة، لكن الآن تعد أساس الاستثمار والسلع الصناعية. مثل (الذهب، والفضة، والبلاتين).

المزيد حول الموضوع