هل هذا المعدن أقوى من الحديد ولا يصدأ؟ ظل هذا لغزا وسؤال للجميع في المسابقات العامة والألغاز المستخدمة في الألعاب وفي أذهان الكثيرين ممن اعتقدوا أن الحديد هو أقوى وأقوى معدن على سطح الأرض.
حان الوقت لتغيير هذه المفاهيم الخاطئة ومعرفة المزيد عن أقوى معدن على سطح كوكبنا وخصائصه الفريدة.
جدول المحتويات
مقدمة في الحديد
- الحديد هو أحد العناصر الكيميائية للمجموعة الثامنة من الجدول الدوري ويعتبر أحد عناصر مجموعة العناصر المعدنية.
- تشكل خمسة بالمائة من سطح قشرة الأرض.
- رمزه الكيميائي هو Fe ورقمه الذري هو 26.
- يصنف الحديد على أنه عنصر غير أرضي، أي خارج الكوكب ولكن خارج النظام الشمسي بأكمله.
- إنها مجموعة من النيازك التي احترقها الغلاف الجوي المحيط بسطح الأرض عندما سقطت على سطح الكوكب.
- يحتوي على الحديد بنسبة تسعين في المائة من التركيب الكلي وبالتالي فهو المصدر الرئيسي للحديد على سطح الأرض.
- ثم تنتشر هذه النيازك في قاع سطح الأرض وحدثت هذه العملية منذ ملايين السنين وبعد ذلك يتم استخلاص الحديد من باطن الأرض.
- خام الحديد الأصلي لونه فضي، لكنه يكتسب لونه الغامق من تعرضه السريع للهواء المحيط الذي يؤكسده.
- الصلابة الطبيعية للحديد المستخرج قريبة من صلابة الألمنيوم.
- لكنها تحصل على صلابتها المعتادة بعد إضافة الكربون وبعض العناصر الكيميائية الأخرى.
انظر أيضا: ما هو مصدر تعدين الماس؟
استخدام الحديد في الصناعة
- المعادن الحديدية هي عملية تصنيع المواد الخام من عنصر الحديد نفسه، وللحديد بعض الخصائص الأخرى.
- أيا كان ما يحسن خصائصها الصناعية ويقاوم خصائصها غير المرغوب فيها في الصناعة، فإن القائمين على صناعة الحديد يتحولون إلى صلب.
- تعتمد صناعة الصلب بشكل أساسي على عنصر الحديد، حيث يتم إزالة عنصر الكربون المعلق في عنصر الحديد منه وتنقيته.
- بالبدء بتعريض الحديد لتيار من غاز الأكسجين الذي يقضي على عنصر الكربون في الحديد عن طريق أكسدة الحديد وتحويله إلى صلب سائل.
- يتم استخدام هذا الفولاذ السائل بعد صبه في قوالب خاصة لتشكيل الشكل النهائي وجاهز للاستخدام في مختلف الصناعات بما في ذلك تصنيع الأسلاك الكهربائية والحديد.
يستخدم الحديد وحده في العديد من الصناعات بما في ذلك:
- صناعة التدفئة.
- صناعة أعمدة الإنارة.
- هذه هي الطريقة التي تصنع بها الأبواب الحديدية.
- صناعة الديكور الحديد.
- تصنيع الكباري وبعض المرافق الفنية بعد التأكد من حمايتها من التعرض لضمان عزلها بطبقة خاصة من الطلاء.
- هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع سبائك الحديد.
- صناعة الحديد وسبائك الصلب.
- إنتاج بعض أنواع الوقود الخاصة.
- لذلك يتم إنتاج بعض الأصباغ الخاصة.
- تصنيع معالجات تنقية مياه الصرف الصحي.
- صناعة الاسمنت.
- وبالمثل إنتاج المواد العضوية.
معدن أقوى من الحديد ولن يصدأ
- كان الاعتقاد السائد أن الحديد هو أقوى عنصر تم اكتشافه حتى الآن، ولتصحيح هذا المفهوم الخاطئ، حددنا بعض المعادن التي تكون أقوى من الحديد ولا تصدأ.
- وأهم هذه المعادن هو ما يسمى بالمعدن السائل أو عنصر البلاتين.
- هناك أيضًا بعض الآراء التي تفضل الصلب كعنصر قوي ومقاوم للصدأ.
- على سبيل المثال، يعتبر عنصر التيتانيوم المكتشف حديثًا من أقوى المعادن الموجودة، حيث يتم استخدامه في تصنيع هياكل الطائرات والمركبات الفضائية.
- الماس هو أحد العناصر الأكثر شهرة وتساويًا لأنه أصعب عنصر معروف على سطح كوكب الأرض.
عن العنصر البلاتيني
- إنه أحد العناصر الموجودة في المجموعات الثامنة والتاسعة والعاشرة من الجدول الدوري فيما يعرف بمجموعة العناصر الستة البلاتينية.
- يأتي اسم البلاتين من الكلمة الإسبانية بلاتينا، والتي تعني الفضة الصغيرة.
- يتواجد البلاتين بحرية في الطبيعة، وفي بعض الحالات يوجد مع عناصر ومعادن أخرى تنتمي إليه في نفس المجموعة ضمن الجدول الدوري للعناصر.
- ومن أهم هذه العناصر الإيريديوم والأوزميوم والروديوم والروثينيوم والبلاديوم، والذي يوجد أيضًا في البرليت.
الخصائص الفيزيائية للبلاتين
يتمتع البلاتين ببعض الخصائص الفيزيائية الفريدة التي تجعله من أهم العناصر والمواد الخام المستخدمة في الصناعة ومن أهم هذه الخصائص:
- اللون: أبيض إلى فضي.
- الملمس: ناعم.
- المرونة: يتميز معدن البلاتين بمرونة عالية.
- الصدأ: مقاوم للصدأ والتفاعلات الكيميائية المختلفة.
- الذوبان في الماء: قابل للذوبان في أكوا ريجيا أو أكوا ريجيا.
- الذوبان في الأحماض: نادرًا ما يذوب البلاتين في الأحماض البسيطة.
- اللمعان: البلاتين لامع وله بريق لامع حتى عند تعرضه لارتفاع حرارة الجو البيضاء.
- نقطة الغليان: 3825 درجة مئوية.
- حالة العنصر في درجات الحرارة العادية: عنصر البلاتين في الحالة الصلبة في درجات الحرارة العادية.
- نقطة الانصهار: 1768.4 درجة مئوية.
انظر أيضا: ما هو المعدن الذي ورد في القرآن الكريم؟
الخواص الكيميائية للبلاتين
يتمتع البلاتين بالعديد من الخصائص الكيميائية التي تؤهله ليحتل المرتبة الأولى بين المواد الخام المفضلة في صناعة العديد من المنتجات، ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:
- الرمز الكيميائي: يتم تمثيل البلاتين في الجدول الدوري بالرمز اللاتيني Pt
- العدد الذري: الوزن الذري للبلاتين هو 78، وهو ما يتوافق مع عدد البروتونات في نواة البلاتين.
- الوزن الذري: هو تعبير عن متوسط كتلة ذرة البلاتين وهو 195.1.
- – الكثافة: 21.45 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
- عدد النظائر: يحتوي البلاتين على ستة نظائر كيميائية طبيعية وسبعة وثلاثون نظيرًا صناعيًا.
استخدام البلاتين
يعد عنصر البلاتين أحد العناصر الأكثر استخدامًا في العديد من الصناعات نظرًا لخصائصه الفريدة.
تشمل الصناعات الرئيسية التي تستخدم البلاتين ما يلي:
- صناعة المجوهرات والمجوهرات.
- هذه هي الطريقة التي تصنع بها الأسلاك الكهربائية.
- وتصنيع العبوات والأواني الزجاجية للمعامل الكيميائية.
- تصنيع الأقواس والحشوات والعديد من احتياجات الأسنان الأخرى بشكل عام.
- إنتاج دهانات بمواصفات خاصة للأسطح المعرضة لدرجات حرارة عالية لمدة طويلة، وذلك لحمايتها من مخاطر التآكل.
- وإنتاج سبائك البلاتين – الكوبالت ذات الخواص المغناطيسية.
- تصنيع المحولات الحفازة، التي توجد عادة في المركبات ويُعتمد عليها لتحويل عوادم المركبات السامة إلى منتجات غير سامة.
- يقاوم عنصر البلاتين درجات الحرارة المرتفعة المرتبطة بعملية أكسدة وقود المركبات، مما يقلل من سمية المنتجات المنبعثة.
حول عنصر الماس
- المكون الرئيسي لعنصر الماس هو عنصر الكربون، ومن أهم خصائص عنصر الكربون هو تحمل الضغط ودرجة الحرارة المرتفعة.
- ينعكس هذا في خصائص عنصر الماس، حيث يكتسب صلابة شديدة ويمكنه تحمل درجات الحرارة العالية.
- وهكذا شكل العنصر الألماني بلورة مكعبة، لكنه ظل يكبر حتى اتخذ شكله الدائري النهائي.
- كانت هناك محاولات وتجارب عديدة لتحويل عنصر الكربون إلى عنصر الماس من أجل الاستفادة من هذا العنصر الثمين في جميع مجالات الصناعة، ويحدث هذا التحويل من خلال عمليات وتفاعلات كيميائية معينة.
- يعتبر عنصر الماس أحد العناصر طويلة العمر، مما يعني أنه يحتفظ بخصائصه وشكله لفترة طويلة جدًا.
- على سبيل المثال، يوجد حاليًا أقدم الماس على سطح الكوكب ويقدر عمره بحوالي خمسة ملايين سنة.
انظر أيضا: ما هو المعدن المستخدم في صناعة السفن؟
معدن أقوى من الحديد ولا يصدأ لم يصبح هذا السؤال غامضًا أو غير مألوف على الإطلاق بعد أن تعلمنا عن عدد من المعادن أقوى من الحديد ولها خصائص مقاومة للصدأ ومناسبة للدخول في العديد من الصناعات المهمة.