معدن أقوى من الحديد ولا يصدأ؟
هكمعدن أقوى من الحديد ولا يصدأ؟ ظل هذا لغز وسؤال يراود الجميع في المسابقات العامة والألغاز المستخدمة في الألعاب، وفي أذهان العديدين ممن كان اعتقادهم أن الحديد هو أقوى وأصلب معدن موجود على سطح الكرة الأرضية.
وقد حان الوقت لتغيير وتبديل هذه الأفكار الخاطئة والتعرف على أقوى معدن موجود على سطح كوكبنا وخصائصه الفريدة.
محتويات المقال
[ عرض ]
التعريف بعنصر الحديد
- الحديد هو أحد العناصر الكيميائية الموجودة ضمن مجموعة العناصر الثامنة بالجدول الدوري، يُعتبر عنصر من مجموعة العناصر الفلزية.
- يمثل نسبة خمسة بالمائة من مساحة سطح القشرة الأرضية.
- الرمز الكيميائي له هو fe، والعدد الذري الخاص به هو 26.
- يصنف الحديد على أنه عنصر غير أرضي أي تكون خارج كوكب الأرض بل خارج المجموعة الشمسية بأكملها.
- فهو عبارة عن مجموعة من النيازك التي احترقت بواسطة الغلاف الجوي المحيط بسطح كوكب الأرض أثناء سقوطها لسطح الكوكب.
- يوجد بها الحديد بنسبة تسعين بالمائة من جملة تكوينها لذلك تُعد المصدر الرئيسي للحديد علس سطح الأرض.
- تتناثر بعد ذلك تلك النيازك على تربة سطح الأرض وتمت تلك العملية منذ ملايين السنين، ويتم استخراج الحديد من باطن الأرض بعد ذلك.
- لون خام الحديد الأصلي هو اللون الفضي، ولكنه يكتسب لونه الغامق المتعارف عليه من تأثره السريع بالهواء المحيط به الذي يعمل على أكسدته.
- درجة صلابة الحديد الطبيعية عند استخراجه تقارب درجة مرونة عنصر الألومنيوم.
- ولكن يكتسب صلابته المعتادة بعد إضافة عنصر الكربون إليه وبعض العناصر الكيميائية الأخرى.
شاهد أيضًا: ما هو مصدر استخراج معدن الماس
استخدامات الحديد في الصناعة
- معدن الحديد هو عبارة عن عملية تصنيع للمَادة الخام من عنصر الحديد نفسه، ولإكساب الحديد بعض الخواص الأخرى.
- التي تُعزز من صفاته الصناعية وتقاوم صفاته الغير مرغوب فيها في الصناعة يقوم القائمين على صناعة الحديد بتحويله لصُلب.
- صناعة الصلب تعتمد في الأساس على عنصر الحديد حيث يتم إزالة عنصر الكربون العالق في عنصر الحديد وتنقيته منه.
- عن طريق البَدأ في تعريض الحديد لتيَار من غاز الأكسجين الذي يعمل على التخلص من عنصر الكربون الموجود في الحديد بأكسدته ويتحول الحديد للصلب السائل.
- يستخدم هذا الصلب السائل بعد صبه في قوالب تشكيل مخصصة وتركه حتى يتشكل بشكل القالب النهائي ويصبح مُهيأ للدخول في الصناعات المختلفة ومنها، صناعة الأسلاك الكهربائية والصاج.
يدخل الحديد منفردًا في صناعات متعددة ومنها:
- صناعة أجهزة التدفئة.
- صناعة عواميد الإنارة.
- هكذا صناعة الأبوَاب الحديدية.
- صناعة الديكورات الحديدية الزخرفة.
- صناعة الكباري وبعض المُنشئات الهندسية بعد التأكد من الحفاظ عليه من التعرض للتأكد عن طريق عزله بطبقة خاصة من الطلاء.
- هكذا صناعة سبائك الحديد.
- صناعة سبائك الحديد والصلب.
- صناعة بعض الأنواع الخاصة من الوقود.
- هكذا صناعة بعض الأنواع الخاصة من الصبغات.
- صناعة معالجات لتنقية مياه الصرف الصحي.
- صناعة مادة الأسمنت.
- هكذا صناعة المواد العضوية.
معدن أقوى من الحديد ولا يصدأ
- كان من المعتقد قديمًا أن الحديد هو أقوى العناصر التي تم اكتشافها حتى الأنْ، ولتصحِيح هذا المعتقد الخاطئ نتعرف على بعض المعادن الأقوى من معدن الحديد ولا تصدأ.
- أهم تلك المعادن ما يسمى بالمَعدن السائل أو عنصر البلاتين.
- كما أن هناك بعض الأراء التي ترجح الفولاذ كعنصر قوي وغير قابل للصدأ.
- هكذا يُعد عنصر التيتانيوم المكتشف حديثًا من أقوى المعادن الموجودة حيث يستعمل في صناعة هياكل الطائرات وسفن الفضاء.
- الألماس من أشهر العناصر وأنفسها حتى الأنْ فهو أصلب عنصر معروف على سطح كوكب الأرض.
نبذة عن عنصر البلاتين
- هو أحد عناصر الواقعة في المجموعات الثامنة والتاسعة والعاشرة من الجدول الدوري فيما يُعرف بمجموعة العناصر الست البلاتينية.
- هكذا ترجع تسمية البلاتين بهذا الاسم إلى الكلمة الإسبانية بلاتينا والمقصود بها الفضة الصغيرة.
- يتواجد عنصر البلاتين بصورة حرة في الطبيعة، وفي قليل من الأوقات يتواجد مع عناصر ومعادن أخرى تنتمي معه لنفس المجموعة داخل الجدول الدوري للعناصر.
- ومن أهم هذه العناصر (عنصر الإرِيديوم، عنصر الأوزميوم، عنصر الروديوم، عنصر الروثينيوم، عنصر البلاديوم)، وكذلك يوجد في البيرلايت.
خصائص عنصر البلاتين الفيزيائية
يتمتع عنصر البلاتين ببعض الخصائص الفيزيائية الفريدة التي تجعله من أهم العناصر والمواد الخام المستخدمة في الصناعة، ومن أهم هذه الخصائص ما يلي:
- اللون: أبيض يميل للفضي.
- الملمس: ناعم.
- المرونة: يتميز معدن البلاتين بدرجة مرونة عالية.
- الصدأ: مقاوم للصدأ وللتَفاعلات الكيميائية المختلفة.
- الذوبان في الماء: قابل للذوبان في الماء الملكي أو الأكوا ريجا.
- الذوبان في الأحماض: نادر جدًا ما يقبل البلاتين الذوبان في الأحماض البسيطة.
- درجة اللمعان: البلاتين عنصر لامع وذا ضي مشرق حتى عند تعرضه التسخين بواسطة الحرارة البيضاء في الهواء.
- درجة الغليان: 3825 درجة مئوية.
- حالة العنصر في درجات الحرارة العادية: عنصر البلاتين يكون في الحالة الصلبة عند درجات الحرارة العادية.
- درجة الانصهار: 1768.4 درجة مئوية.
شاهد أيضًا: ما هو المعدن الذي ذكر في القرآن الكريم
خصائص عنصر البلاتين الكيميائية
لدى عنصر البلاتين الكثير من الخصائص الكيميائية التي تؤهله لاحتلال المراكز الأولى في المواد الخام المفضلة في مجال صناعة العديد من المنتجات، ومن أهم هذه الخصائص ما يأتي:
- الرمز الكيميائي: يرمز لعنصر البلاتين داخل الجدول الدوري بالرمز اللاتيني Pt
- العدد الذري: يبلغ الوزن الذري لعنصر البلاتين 78، وهو يعادل عدد جسيمات البروتونات داخل نواة عنصر البلاتين.
- الوزن الذري: هو تعبير عن متوسط كتلة ذرة عنصر البلاتين ويساوي 195.1.
- الكثافة: 21.45 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
- عدد النظائر: يمتلك عنصر البلاتين عدد ستة من النظائر الكيميائية الطبيعية، كما يمتلك عدد سبعة وثلاثين نظير صناعي مُخلق.
استخدامات عنصر البلاتين
عنصر البلاتين من أكثر العناصر استخدامًا في مجال الصناعات المتعددة وذلك لخصائصه الفريدة التي يتمتع بها؛
ومن أهم المجالات الصناعية التي يستخدم فيها عنصر البلاتين الآتي:
- صناعة الحُلي والمجوهرات.
- هكذا صناعة أسلاك الكهرباء.
- وصناعة الفِلاسكات والأوُاني الزجاجية التي تستعملها المعامل الكيميائية.
- صناعة التقويم الخاص بالأسنان، والحشو الخاص بالأسنان، والعديد من متطلبات طب الأسنان في العموم.
- صناعة طلاء بمواصفات خاصة معد للأسطح التي تتعرض ولمدة طويلة من الزمن لدرجات حرارة عالية، وذلك للحفاظ عليها من خطر التآكل.
- وصناعة سبائك البلاتين كوبالت ذات الخواص المغناطيسية.
- صناعة المحولات الحافزة، توجد في المركبات بشكل عام ويعتمد عليها في تحويل عوادم المركبات السامة لنواتج غير سامة.
- حيث يتحمل عنصر البلاتين درجات الحرارة العالية التي تصاحب عملية أكسدة وقود المركبات مما يقلل من سمية النواتج المنبعثة.
نبذة عن عنصر الألماس
- المكون الرئيسي لعنصر الألماس هو عنصر الكربون، ومن أهم خصائص عنصر الكربون هي تحمل الضغط ودرجات الحرارة المرتفعة.
- وينعكس ذلك على خصائص عنصر الألماس حيث يكتسب درجة صلابة شديدة ويتحمل درجات الحرارة العالية.
- هكذا شكل عنصر الألماني بلوري مكعب، ولكنه يظل في التزايد في الحجم حتى يأخذ شكله الدائري النهائي.
- أصبحت هناك العديد من المحاولات والتجارب لتحويل عنصر الكربون لعنْصر الألماس للاستفادة من هذا العنصر النفيس في كافة مجالات الصناعة، ويتم ذلك التحويل بواسطة عمليات وتفاعلات كيميائية معينة.
- يعتبر عنصر الألماس من العناصر ذات الأعمار الطويلة، أي أنه يظل محتفظ بخواصه وشكلة لمدة زمنية طويلة جدًا.
- فعلى سبيل المثال توجد حاليًا أقدم ماسة على سطح كوكب الأرض ويقدر عمرها بحوالي خمسة مليون عام.
شاهد أيضًا: ما هو المعدن الذي يستخدم في صناعة السفن ؟
معدن أقوى من الحديد ولا يصدأ أصبح هذا التساؤل غير غامض أو مجهول بالمرة، بعدما تعرفنا على عدد من المعادن التي تعد في تكوينها أقوى من الحديد وذات صفات مقاومة للصدأ ومناسبة للدخول في العديد من الصناعات الهامة.