قال تعالى: ﴿وَأَنْزَلْنَا الْحَدِيدَ فِيهِ بَأْسٌ شَدِيدٌ وَمَنَافِعُ لِلنَّاسِ وَلِيَعْلَمَ اللهُ مَنْ يَنْصُرُهُ وَرُسُلَهُ بِالْغَيْبِ إِنَّ اللهَ قَوِيٌّ عَزِيزٌ﴾ (سورة الحديد: 25)، هذه الآية الكريمة توضح الأهمية الكبيرة لمعدن الحديد في حياتنا، ولهذا سوف نتناول تفاصيل أكثر حول الحديد ومن أين يأتي هذا الحديد وكيف يتكون.
الحديد
الحديد هو أحد عناصر الجدول الدوري، وهو يحتل المجموعة الثامنة، ويصنف من الفلزات.
الحديد أحد المواد التي توجد بكميات كبيرة على الأرض، وهو أحد المواد الهامة التي يستخدمها الإنسان في البناء وفي الكثير من الصناعات.
قد توصل العلماء أن الحديد لا يصنف ضمن المعادن الأرضية، ولكنه يصنف أنه معدن غير أرضي ولا شمسي، لأنه تشكل خارج المجموعة الشمسية.
تكون عنصر الحديد
عندما فحص العلماء النيازك فوجدوا أن حوالي 90% منها مكونة من الحديد، وهذا يدل على أن الحديد يأتي من جوف النجوم العملاقة عند نهاية حياتها.
عندما يتحرك السيلكون تندمج نواة ذرة الكالسيوم مع نواة ذرة الهيليوم ليتكون لدينا عنصر التيتانيوم الغير مستقر.
قبل تحلل ذرة الكروم الغير مستقرة فإنها تتحد مع ذرة الهيليوم مرة أخرى لتكون ذرة الحديد الغير مستقرة، وذرة الحديد تتحد مع ذرة الهيليوم لتكون ذرة نيكل غير مستقرة.
ذرة النيكل تتحد مع ذرة الكوبالت الغير مستقرة ومن ثم يحول إلى ذرة حديد مستقرة.
عندما نصل إلى ذرة الحديد المستقرة فإنه لا يقبل الاندماج مع أي ذرات أخرى ومن هنا يتشكل الحديد.
استخراج الحديد
يستخرج الحديد من خامة الحديد نفسه بعد أن يدخل في فرن الصهر، وعند دخوله فرن الصهر يتم إزالة أكسيد الحديد من الهيماتين وترك عنصر الحديد وحده فيما يعرف باسم عملية الاختزال.
يبدأ ثاني أكسيد الكربون في التفاعل مع عنصر الكربون في درجة الحرارة العالية الناتجة من الفرن ويقوم بإنتاج أول أكسيد الكربون.
يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الهيماتين وينتج لنا الحديد مع ثاني أكسيد الكربون، وبهذا التفاعل ينتج لنا عنصر الحديد.
الحديد داخل فرن الصهر
عندما يدخل الحديد إلى فرن الصهر يتحول إلى جسيمات صغيرة تنفصل عن الجسيم الأساسي الكبير، ويتم ضخ كميات كبيرة من الهواء داخل فرن الصخر مما يعمل على اتحاد الكالسيوم في الفحم الجيري ليكون لنا السيليكات التي تشكل مادة الخبث.
والحديد السائل يتجمع في قاع الفرن تحت طبقة الخبث.
مكونات الحديد
يتكون الحديد من مجموعة من المواد التي تسمى خامات الحديد، وهو يتكون من مجموعة من المواد الأولية التي يصنع منها معدن الحديد.
الحديد يتواجد في الصخور وفي بقايا النيازك، وفي الأماكن ذات درجة الحرارة العالية، ويتم صهر الحديد حتى يتم فصله عن التراب والصخور الداخلة في تكوينه.
يتكون الحديد من الهيماتين بنسبة 70%، والماجينين بنسبة 72%، والليمونيت بنسبة 40-50%.
استخدامات الحديد
يستخدم الحديد المصبوب بشكل بسيط، بينما الحديد الأساسي الذي يستخدم هو الحديد النقي الذي يحتوي على 2-5% من الكربون وكمية من السيلكون والكبريت والمنغنيز وبعض الشوائب الأخرى.
يستخدم الحديد في التدفئة، الشمعات، عواميد الإضاءة، لكن يعاب عليه قابليته للصدأ.
الحديد المطاوع يحتوي على نسبة قليلة من الكربون تصل إلى 15% ويصنع من خلال تقليل الحديد الخام، ويمكن تشكيله وثنيه للاستخدام في المنتجات الزخرفية، الأثاث، البوابات التقليدية.
الحديد
الحديد هو أحد عناصر الجدول الدوري، وهو يحتل المجموعة الثامنة، ويصنف من الفلزات.
الحديد أحد المواد التي توجد بكميات كبيرة على الأرض، وهو أحد المواد الهامة التي يستخدمها الإنسان في البناء وفي الكثير من الصناعات.
قد توصل العلماء أن الحديد لا يصنف ضمن المعادن الأرضية، ولكنه يصنف أنه معدن غير أرضي ولا شمسي، لأنه تشكل خارج المجموعة الشمسية.
تكون عنصر الحديد
عندما فحص العلماء النيازك فوجدوا أن حوالي 90% منها مكونة من الحديد، وهذا يدل على أن الحديد يأتي من جوف النجوم العملاقة عند نهاية حياتها.
عندما يتحرك السيلكون تندمج نواة ذرة الكالسيوم مع نواة ذرة الهيليوم ليتكون لدينا عنصر التيتانيوم الغير مستقر.
قبل تحلل ذرة الكروم الغير مستقرة فإنها تتحد مع ذرة الهيليوم مرة أخرى لتكون ذرة الحديد الغير مستقرة، وذرة الحديد تتحد مع ذرة الهيليوم لتكون ذرة نيكل غير مستقرة.
ذرة النيكل تتحد مع ذرة الكوبالت الغير مستقرة ومن ثم يحول إلى ذرة حديد مستقرة.
عندما نصل إلى ذرة الحديد المستقرة فإنه لا يقبل الاندماج مع أي ذرات أخرى ومن هنا يتشكل الحديد.
استخراج الحديد
يستخرج الحديد من خامة الحديد نفسه بعد أن يدخل في فرن الصهر، وعند دخوله فرن الصهر يتم إزالة أكسيد الحديد من الهيماتين وترك عنصر الحديد وحده فيما يعرف باسم عملية الاختزال.
يبدأ ثاني أكسيد الكربون في التفاعل مع عنصر الكربون في درجة الحرارة العالية الناتجة من الفرن ويقوم بإنتاج أول أكسيد الكربون.
يتفاعل أول أكسيد الكربون مع الهيماتين وينتج لنا الحديد مع ثاني أكسيد الكربون، وبهذا التفاعل ينتج لنا عنصر الحديد.
الحديد داخل فرن الصهر
عندما يدخل الحديد إلى فرن الصهر يتحول إلى جسيمات صغيرة تنفصل عن الجسيم الأساسي الكبير، ويتم ضخ كميات كبيرة من الهواء داخل فرن الصخر مما يعمل على اتحاد الكالسيوم في الفحم الجيري ليكون لنا السيليكات التي تشكل مادة الخبث.
والحديد السائل يتجمع في قاع الفرن تحت طبقة الخبث.
مكونات الحديد
يتكون الحديد من مجموعة من المواد التي تسمى خامات الحديد، وهو يتكون من مجموعة من المواد الأولية التي يصنع منها معدن الحديد.
الحديد يتواجد في الصخور وفي بقايا النيازك، وفي الأماكن ذات درجة الحرارة العالية، ويتم صهر الحديد حتى يتم فصله عن التراب والصخور الداخلة في تكوينه.
يتكون الحديد من الهيماتين بنسبة 70%، والماجينين بنسبة 72%، والليمونيت بنسبة 40-50%.
استخدامات الحديد
يستخدم الحديد المصبوب بشكل بسيط، بينما الحديد الأساسي الذي يستخدم هو الحديد النقي الذي يحتوي على 2-5% من الكربون وكمية من السيلكون والكبريت والمنغنيز وبعض الشوائب الأخرى.
يستخدم الحديد في التدفئة، الشمعات، عواميد الإضاءة، لكن يعاب عليه قابليته للصدأ.
الحديد المطاوع يحتوي على نسبة قليلة من الكربون تصل إلى 15% ويصنع من خلال تقليل الحديد الخام، ويمكن تشكيله وثنيه للاستخدام في المنتجات الزخرفية، الأثاث، البوابات التقليدية.
