دانلود تحقیق گوگرد

گوگرد
گوگرد یک از عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن S و عدد اتمی آن 16 میباشد.

گوگرد یک نافلزفراوران بی بو بی مزه و چند ظرفیتی است که بیشتر به شکل کریستالهای زرد رنگ که در کانی های سولفید و سولفات بدست می آید شناخته شده میباشند.گوگرد یک عنصر حیاتی و لازم برای تمامی موجودات زنده میباشد که مورد نیاز اسید آمینوها و پروتئین ها میباشد.

این عنصر به صورت اولیه در کودها استفاده میشود ولی بصورت گسترده تر در باروت ملین ها کبریت ها و حشره کش ها بکار گرفته میشود.

خصوصیات قابل توجه
ظاهر این نافلز به رنگ زرد کمرنگ میباشد که بسیار سبک و نرم است.

این عنصر به هنگام ترکیب با هیدروژن بوی مشخصی دارد که مشابه بوی تخم مرغ فاسد شده میباشد.

گوگرد با شعله آبی رنگ میسوزد و بوی عجیبی از خود ساتع میکند.

گوگرد در آب حل شدنی نیست ولی در دی سولفید کربن حل میشود.

حالتهای معمول اکسیداسیون این عنصر -2و+2و+4 و +6 میباشد.

گوگرد در تمام حالتهای مایع جامد و گاز شکلهای چند گانه دارد که ارتباط بین آنها هنوز کاملا درک نشده است.

گوگرد کریستالی به صورت حلقه گوگردی S8 نشان داده میشود.

نیترید گوگرد پولیمری خواص فلزی دارد و این در حالی است که هیچ گونه اتم فلزی در خود ندارد.

این عنصر همچنین خواص نوری و الکتریکی غیر معمولی نیز دارد.

گوگرد غیر متبلور یا پلاستیک با عمل سرد کردن سریع کریستال گوگرد حاصل میشود.

مطالعات در زمینه اشعه ایکس نشان میدهد که گونه غیر متبلور و بی نظم ممکن است که 8 اتم در هر ساختار پیچشی ستاره مانند داشته باشد.

گوگرد میتواند به دو حالت کریستالی بدست آید Orthorhombic octahedral یا بلورمونو کلینیک که اولی در دماهای معمولی پایدارتر میباشد.

کاربردها
این عنصر برای استفاده های صنعتی مانند تولید (H2SO4)اسیر سولفوریک برای باطریها تولید باروت و حرارت دادن لاستیک تولید میشود.

گوگرد در فرایند تولید کودهای فسفاتی به عنوان ماده ضد قارچ عمل میکند.

سولفاتها در کاغذهای شستشو و خشکبار نیز کاربرد دارند.

همچنین گوگرد در ساخت کبریت و آتش بازی نیز بکار گرفته میشود.

تیو سولفات آمونیوم یا سدیم به عنوان عامل ثابت کننده در عکاسی کاربرد دارد .

سولفات منیزیم می تواند به عنوان ماده ضد خشکی و ملین که یک مکمل منیزیم گیاهی است به کار گرفته شود.
کربن
{ معنی جایگزین: کربن « کامپیوتر)
کربن عنصری شیمیائی در جدول تناوبی است ، با نشان C و عدد اتمی 6.

کربن عنصری غیر فلزی و فراوان ، چهارظرفیتی ودارای سه صورت مختلف( آلوتروپی ) می باشد:





الماس ( سخت ترین کانی شناخته شده)
گرافیت( یکی از نرم ترین مواد)
Covalend bound sp1 orbitals are of chemical interest only

فولریت ( فولرینز، مولکولهایی در حد بیلیونیوم متر هستند که در شکل ساده آن ، 60 اتم کربن یک لایه گرافیتی با ساختمان 3 بعدی منحنی ، شبیه به روروئک (روروئکی که قسمت جلوی آن مانند چوب اسکی خم شده) ، تشکیل می دهند .

دوده چراغ از سطوح کوچک گرافیت تشکیل شده .

این سطوح بصورت تصادفی توزیع شده، به همین دلیل کل ساختمان آن ایزوتروپیک است .

چنین کربنی ایزوتروپیک و مانند شیشه محکم است.

لایه های گرافیت آن مانند کتاب مرتب نشده اند ، بلکه مانند کاغذ خرد شده می باشند.

الیاف کربن شبیه کربن شیشه ای می باشند .

تحت مراقبتهای خاص ( کشیدن الیاف آلی و کربنی کردن) می توان لایه های صاف کربن را در جهت الیاف مرتب کرد .

هیچ لایه کربنی در جهت عمود بر محور الیاف قرار نمی گیرد .

نتیجه الیافی با استحکام بیشتر از فولاد می باشد .

کربن در تمامی جانداران وجود داشته و پایه شیمی آلی را تشکیل می دهد.همچنین این غیر فلز ویژگی جالبی دارد که می تواند با خودش و انواع زیادی از عناصر دیگر پیوند برقرار کند( تشکیل دهنده بیش از ده میلیون ترکیب ).در صورت ترکیب با اکسیژن تولید دی اکسید کربن می کند که برای رشد گیاهان ، حیاتی می باشد.در صورت ترکیب با هیدروژن ترکیبات مختلفی بنام هیدرو کربنها را بوجود می آورد که به شکل سوختهای فسیلی، در صنعت بسیار بنیادی هستند.

وقتی هم با اکسیژن و هم با هیدروژن ترکیب گردد ،گروه زیادی از ترکیبات را از جمله اسیدهای چرب را می سازند که برای حیات و استر ، که طعم دهنده بسیاری از میوه ها است ، ضروری است.ایزوتوپ C-14 به طور متداول در سن یابی رادیواکتیو کاربرد دارد.

ویژگیهای قابل توجه
کربن به دلایل زیادی قابل توجه است.

اشکال مختلف آن شامل یکی از نرم ترین ( گرافیت ) و یکی از سخت ترین ( الماس) موادر شناخته شده توسط انسان می باشد.

بعلاوه کربن میل زیادی به پیوند با اتمهای کوچک دیگر از جمله اتمهای دیگر کربن ، داشته و اندازه بسیار کوچک آن امکان پیوندهای متعدد را بوجود می آورد.

این خصوصیات باعث شکل گیری ده میلیون ترکیبات کربنی شده است .ترکیبات کربن زیر بنای حیات را در زمین می سازند و چرخه کربن – نیتروژن قسمتی از انرژی تولید شده توسط خورشید و ستارگان دیگر را تامین می کند.

کربن در اثر انفجار بزرگ( Big Bang) حاصل نشده ، چون این عنصر برای تولید نیاز به یک برخورد سه مرحله ای ذرات آلفا ( هسته اتم هلیم) دارد.

جهان در ابتدا گسترش یافت و به چنان به سرعت سرد شد که امکان تولید آن غیر ممکن بود.

به هر حال ، کربن درون ستارگانی که در رده افقی نمودار H-R قرار دارند ، یعنی جائی که ستارگان هسته هلیم را با فرایند سه گانه آلفا به کربن تبدیل می کنند ، تولید شد.

کاربردها
کربن بخش بسیار مهمی در تمامی موجودات زنده است و تا آنجا که می دانیم بدون این عنصر زندگی وجود نخواهد داشت( به برتر پنداری کربن مراجعه کنید).عمده ترین کاربرد اقتصادی کربن ، فرم هیدروکربنها می باشد که قابل توجه ترین آنها سوختهای فسیلی ، گاز متان و نفت خام است.نفت خام در صنایع پتروشیمی برای تولید محصولات زیادی از جمله مهمترین آنها بنزین ، گازوئیل و نفت سفید بکار می رود که از طریق فرآیند تقطیر در پالایشگاهها بدست می آیند.

از نفت خام مواد اولیه بسیاری از مواد مصنوعی ، که بسیاری از آنها در مجموع پلاستیک نامیده می شوند ، شکل می گیرد.

سایر کاربردها :

ایزوتوپ C-14 که در 27 فوریه 1930 کشف شد در سن یابی کربن پرتوزا مورد استفاده است.

گرافیت در ترکیب با خاک رس بعنوان مغز مداد بکار می رود.

الماس جهت تزئین ونیز در مته ها و سایر کاربردهایی که سختی آن مورد استفاده است کاربرد د ارد.

برای تولید فولاد، به آهن کربن اضافه می کنند.

فسفر یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن P و عدد اتمی آن 15 میباشد.

فسفر یکی از نافلزات چند ظرفیتی گروه نیتروژن بوده و معمولا در سخره ها و کانی های فسفاتی و همچنین در تمام سلولهای زنده یافت میشود ولی هیچگاه به صورت طبیعی تنها و بدون ترکیب با عناصر دیگر وجود ندارد.

فسفر بسیار واکنش پذیر بوده و هنگام ترکیب با اکسیژن نور کمی از خود ساتع میکند.

از عناصر لازم و حیاتی ارگان های زنده بوده و نامش به شکلهای گوناگون ذکر میشود.

مهمترین استفاده فسفر در تولید کود میباشد.

همچنین در تولید مواد منفجره کبریت آتش بازی مواد حشره کش خمیر دندان و مواد شوینده و همچنین مانیتورهای کامپیوتر نیز کاربرد دارد.

خصوصیات قابل توجه
فسفر معمولا به شکل یک ماده جامد و موم مانند سفید رنگ است که بوی نامطبوعی دارد.

فسفر خالص بی رنگ و شفاف است.

اگرچه این نافلز در آب قابل حل نیست ولی در دی سولفید کربن حل میشود.

فسفر خالص به سرعت در هوا میسوزد و تبدیل به پنتا اکسید فسفر میشود.
سیلیکن یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Si و عدد اتمی آن 14 میباشد.

این شبه فلز 4 ظرفیتی به واکنش پذیری کربن نیست.

این عنصر دومین عنصر از نظر فراوانی در سطح پوسته زمین است که 25.7% از وزن آن را به خود اختصاص میدهد.

این عنصر در خاک رس Feldspar گرانیت کوارتز و ماسه معمولا به شکل دی اکسید سیلیکن وجود دارد که با عنوان سیلیکا شناخته میشود.

ترکیبات سیلیکاتی حاوی سیلیکن اکسیژن و فلزات هستند .

سیلیکن ماده اصلی شیشه ماده های نیمه رسانا سیمان سرامیک و Silicones میباشد که ماده پلاستیکی است که نام آن معمولا با سیلیکن اشتباه میشود.

خصوصیات قابل توجه سیلیکن به صورت کریستال و متبلور درخشش فروزانی و رنگ مایل به خاکستری دارد.

اگرچه سیلیکن یک عنصر بی اثر است ولی با هالوژنها واکنش نشان داده و مواد قلیایی را رقیق میکند.

اما بیشتر اسیدها بجز اسید هیدروفلوریک بر آن اثر نمیگذارند.

سیلیکن Element بیش از 95% طول موج نور مادون قرمز را انتقال میدهد.

کاربردها سیلیکن ماده بسیار مهمی است که برای بسیاری از صنایع بشری نقش حیاتی دارد.

دی اکسید سیلیکن به شکل ماسه و خاک رس ماده اصلی ساخت بتون و آجر بوده و در ساخت سیمان نیز استفاده میشود.

سیلیکن یک عنصر بسیار مهم برای زندگی گونه های حیوانات و گیاهان است.

دیاتم ها سیلیکا را از آب میگیرند تا دیواره های سلولی محافظ خود درا بسازند.

دیگر کاربردهای سلیکن عبارتند از: سیلیکن از مواد بسیار مقاوم و نسوزی است که تولید مواد با درجه حرارت بالا استفاده میشود .

همچنین سیلیکاتهای آن در مینا کاری و سفالگری کاربرد دارد.

سیلیکن جزء اصلی برخی از فلزات میباشد.

سیلیکا ی ماسه از ترکیبات مهم شیشه است.

شیشه میتواند به شکلهای گوناگون ساخته شده و در پنجره ها ظرفهای نگه دارنده و عایق ها استفاده شود.

کاربرد سیلیکن از مواد ساینده بسیار مهم به شمار میرود.

سیلیکن Ultrapure میتواند با آرسنیک , بورون ,گالیوم یا فوسفور تخدیر شده و رسانایی سلیکن را برای استفاده در ترانزیستورها سلولهای خورشیدی و وسایل نیمه هادی که در الکترونیک کاربرد دارند افزایش دهد.

سیلیکن میتواند در لیزرها برای تولید نور منسجم با طول موج 2560Angstrom به کار رود.

Silicones ها ترکیبات قابل انعطافی هستند که شامل Silicon-Oxygen Silicon Carbon, میشوند که به میزان گسترده ای در کاشت سینه مصنوعی و لنزهای تماسی استفاده میشوند.

به نظر میرسد که سیلیکن بی نظم هیدروژنه در مقیاس وسیع در الکترونیک و سلولهای خورشیدی بکار گرفته شود.

سیلیکا به دلیل واکنش پذیری پایینش عنصر اصلی سازنده آجر میباشد.

اطلاعات اولیه آنتیموان ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Sb و عدد اتمی 51 است.

آنتیموان که یک شبه فلز است، دارای چهار حالت آلوتروپیک می‌باشد.

شکل پایدار این عنصر ، فلزی آبی – سفید است و انواع زرد و سیاه آن ناپایدار می‌باشد.

این عنصر در مواد ضد آتش ، رنگها ، سرامیک ، لعاب و آلیاژهای گوناگون و لاستیک بکار می‌رود.

خصوصیات قابل توجه آنتیموان در حالت عنصری خود شکننده ، گدازپذیر ، نقره فام و بلوری است که خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی ضعیفی دارد و در دمای کم تبخیر می‌شود.

شبه فلز آنتیموان از نظر ظاهری و خصوصیات فیزیکی شبیه فلز است، اما از نظر شیمیایی مثل فلز واکنش نمی‌دهد.

همچنین این عنصر مورد حمله اسیدهای اکسید کننده و هالوژنها قرار می‌گیرد.

فراوانی آنتیموان در پوسته زمین بین ppm 5,0 تا 0,2 برآورد شده است.

آنتیموان ، کالکوفیل است و با گوگرد و فلزات سنگین سرب ، مس و نقره وجود دارد.

اطلاعات کلی منیزیم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Mg و عدد اتمی 12 می‌باشد.

منیزیم ، هشتمین عنصر فراوان است و تقریبا" 2% پوسته زمین را تشکیل می‌دهد و سومین عنصر فراوان محلول در آب دریا به حساب می‌آید.

کاربرد اصلی این فلز قلیایی خاکی ، بعنوان عامل آلیاژ ساز برای ساخت آلیاژ آلومینیم – منیزیم می‌باشد.

خصوصیات قابل توجه منیزیم ، فلزی سبک ، سفید رنگ و نسبتا" محکم است ( یک‌سوم از آلومینیوم سبکتر ) که در معرض هوا به‌آرامی کدر می‌گردد.

پودر این فلز ، هنگامیکه در معرض هوا قرار گیرد، گرم شده ، با شعله‌های سفید رنگی می‌سوزد.

اگرچه به شکل نوارهای باریک به‌آسانی محترق می‌شود، سوختن مقادیر زیاد آن دشوار است.

مس یکی از عناصر جدول تناوبی است که نشان آن Cu و عدد اتمی آن 29 می باشد.

خصوصیات قابل توجه مس فلز نسبتا" قرمز رنگی است که از خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی برخوردار می باشد.( در بین فلزات خالص ، تنها خاصیت هدایت الکتریکی نقره در حرارت اطاق از مس بیشتر است) چون قدمت مصنوعات مسی کشف شده به سال 8700 قبل از میلاد برمی گردد، احتمالا" این فلز قدیمی ترین فلز مورد استفاده انسان می باشد.مس علاوه بر اینکه در سنگهای معدنی گوناگون وجود دارد ، به حالت فلزی نیز یافت می شود.( مثلا" مس خالص در بعضی مناطق).

این فلز را یونانیان تحت عنوان Chalkos می شناختند.

چون مقدار بسیار زیادی از این فلز در قبرس استخراج می شد رومیان آنرا aes Cyprium می نامیدند.

بعدها این کلمه به فرم ساده تر cuprum درآمد و در نهایت انگلیسی شده و به لغت Copper تبدیل شد.

کاربردها مس فلزی قابل انعطاف و چکش خوار است که کاربردهای زیادی در موار زیر دارد: سیمهای مسی لوله های مسی دستگیره های درب و سایر وسایل منزل مجسمه سازی.

مثلا" مجسمه آزادی شامل 179000 پوند مس می باشد.

آهنرباهای الکتریکی.

موتورها، بخصوص موتورهای الکترومغناطیسی.

موتور بخار وات.

کلیدها و تقویت کننده های الکتریکی.

لامپهای خلاء ، لامپهای پرتوی کاتدی ومگنترونهای اجاقهای مایکرو ویو.

هدایت کننده موج برای تشعشع مایکروویو.

به علت خاصیت هدایت بهتر آن نسبت به آلومینیوم، کاربرد مس در IC ها به جای آلومینیوم رو به افزایش است.

بعنوان جزئی از سکه ها.

در وسایل آشپزی، از جمله ماهی تابه .

بیشتر سرویسهای قاشق چنگال ( flatware) قاشقها،چنگالها و چاقوها دارای مقادیری مس هستند(نقره نیکلی).

اگر نقره استرلینگ در ظروف غذاخوری بکار رفته باشد ،حتما"باید دارای درصد کمی مس باشد.

بعنوان بخشی از لعاب سرامیکی و در رنگ آمیزی شیشه .

وسایل موسیقی ،بخصوص سازهای بادی.

بعنوان یک بیواستاتیک در بیمارستانها وپوشاندن قسمتهای مختلف کشتی برای حفاظت در برابر بارناکلها و ماسلها.

ترکیباتی مانند محلول فلینگ که در شیمی کاربرد دارد.

سولفات مس که بعنوان سم و تصفیه کننده آب کاربرد دارد.

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند.

خصوصیات قابل توجه قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).این فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد.

هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند.

درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود.

Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند.قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و بعنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگرمورد استفاده قرار می گیرد.این فلز مستقیما" با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد.قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود.

اطلاعات اولیه آهن ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Fe و عدد اتمی 26 وجود دارد.

آهن فلزی است که در گروه 8 و دوره 4 جدول تناوبی قرار دارد.

تاریخچـــــه اولین نشانه‌های استفاده از آهن به زمان سومریان و مصریان بر می‌گردد که تقریبا" 4000 سال قبل از میلاد با آهن کشف شده از شهاب سنگها اقلام کوچکی مثل سر نیزه و زیور آلات می‌ساختند.

از 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد ، تعداد فزاینده ای از اشیاء ساخته شده با آهن مذاب ( فقدان نیکل ، این محصولات را از آهن شهاب سنگی متمایز می‌کند ) در بین‌النهرین ، آسیای صغیر و مصر به چشم می‌خورد؛ اما ظاهرا" تنها در تشریفات از آهن استفاده می‌شد و آهن فلزی گرانبها حتی باارزش‌تر از طلا به‌حساب می‌آمد.

بر اساس تعدادی از منابع آهن ، بعنوان یک محصول جانبی از تصفیه مس تولید می‌شد - مثل آهن اسفنجی – و بوسیله متالوژی آن زمان قابل تولید مجدد نبوده است.

از 1600 تا 1200 قبل از میلاد در خاورمیانه بطور روز افزون از آین فلز استفاده می‌شد، اما جایگزین کابرد برنز در آن زمان نشد.

تبر آهنی متعلق به عصر آهن سوئد در گاتلند سوئد یافت شده است.

از قرن 10 تا 12 در خاورمیانه یک جابجایی سریع در تبدیل ابزار و سلاحهای برنزی به آهنی صورت گرفت.

عامل مهم در این جابجائی ، آغاز ناگهانی تکنولوژیهای پیشرفته کار با آهن نبود، بلکه عامل اصلی ، مختل شدن تامین قلع بود.

این دوره جابجایی که در زمانهای مختلف و در نقاط مختلفی از جهان رخ داد، دوره ای از تمدن به نام عصر آهن را بوجود آورد.

همزمان با جایگزینی آهن به جای برنز ، فرآیند کربوریزاسیون کشف شد که بوسیله آن به آهن موجود در آن زمان ، کربن اضافه می‌کردند.

آهن را بصورت اسفنجی که مخلوطی از آهن و سرباره به همراه مقداری کربن یا کاربید است، بازیافت کردند.

سپس سرباره آنرا با چکش‌کاری جدا نموده وم حتوی کربن را اکسیده می‌کردند تا بدین طریق آهن نرم تولید کنند.

مردم خاور میانه دریافتند که با حرارت دادن طولانی مدت آهن نرم در لایه ای از ذغال و آب دادن آن در آب یا روغن می‌توان محصولی بسیار محکم‌تر بدست آورد.

محصول حاصله که دارای سطح فولادی است، از برنزی که قبلا" کاربرد داشت محکمتر و مقاوم‌تر بود.

در چین نیز اولین بار از آهن شهاب سنگی استفاده شد و اولین شواهد باستان شناسی برای اقلام ساخته شده با آهن نرم در شمال شرقی نزدیک Xinjiang مربوط به قرن 8 قبل از میلاد بدست آمده است.

این وسایل از آهن نرم و با همان روش خاورمیانه و اروپا ساخته شده بودند و گمان می‌رفت که برای مردم غیر چینی هم ارسال می‌کردند.

در سالهای آخر پادشاهی سلسله ژو ( حدود 550 قبل از میلاد) به سبب پیشرفت زیاد تکنولوژی کوره ، قابلیت تولید آهن جدیدی بوجود آمد.

ساخت کوره‌های بلندی که توانایی حرارتهای بالای k 1300 را داشت، موجب تولید آهن خام یا چدن توسط چینِی‌ها شد.

اگر سنگ معدن آهن را با کربن k 1470-1420 حرارت دهیم، مایع مذابی بدست می‌آید که آلیاژی با 5/96% آهن و 5/53% کربن است.

این محصول محکم را می‌توان به شکلهای ریز و ظریفی در آورد.

اما برای استفاده ، بسیار شکننده می‌باشند، مگر آنکه بیشتر کربن آنرا از بین ببرند.

از زمان سلسله ژو به بعد اکثر تولیدات آهن در چین به شکل چدن است.

با این همه آهن بعنوان یک محصول عادی که برای صدها سال مورد استفاده کشاورزان قرار گرفته است، باقی ماند و تا زمان سلسله شین ( حدود 221 قبل از میلاد ) عظمت چین را واقعا" تحت تاثیر قرار نداد.

توسعه چدن در اروپا عقب افتاد، چون کوره‌های ذوب در اروپا فقط توانایی k 1000 را داشت.

در بخش زیادی از قرون وسطی در اروپای غربی آهن را همچنان با روش تبدیل آهن اسفنجی به آهن نرم بدست می‌آوردند.

تعدادی از قالب‌گیریهای آهن در اروپا بین سالهای 1150 و 1350 بعد از میلاد در دو منطقه در سوئد به نامهای Lapphyttan و Vinarhyttan انجام شد.

دانشمندان می‌پندارند شاید این روش بعد از این دو مکان تا مغولستان آن سوی روسیه ادامه یافته باشد، اما دلیل محکمی برای اثبات این فرضیه وجود ندارد.

تا اواخر قرن نوزدهم در هر رویدادی یک بازار برای کالاهای چدنی بوجود آمد، مانند درخواست برای گلوله‌های توپ چدنی.

در آغاز برای ذوب آهن از زغال چوب هم بعنوان منبع حرارتی و هم عامل کاهنده استفاده می‌شد.

در قرن 18 در انگلستان تامین کنندگان چوب کم شدند و از زغال سنگ که یک سوخت فسیلی است، بعنوان منبع جانشین استفاده شد.

این نوآوری بوسیلـــه Abraham Darby انرژی لازم برای انقلاب صنعتی را تامین نمود.

پیدایـــــــش آهن یکی از رایج‌ترین عناصر زمین است که تقریبا" 5% پوسته زمین را تشکیل می‌دهد.

آهن از سنگ معدن هماتیت که عمدتا" Fe2O3 می‌باشد، استخراج می‌گردد.

این فلز را بوسیله روش کاهش با کربن که عنصری واکنش‌‌پذیرتر است جدا می‌کنند.

این عمل در کوره بلند در دمای تقریبا" 2000 درجه سانتی‌گراد انجام می‌پذیرد.

در سال 2000 ، تقریبا" 1100 میلیون تن سنگ معدن آهن با رشد ارزش تجاری تقریبا" 25 میلیارد دلار آمریکا استخراج شد.

درحالیکه استخراج سنگ معدن آهن در 48 کشور صورت می‌گیرد، چین ، برزیل ، استرالیا ، روسیه و هند با تولید 70% سنگ آهن جهان پنج کشور بزرگ تولید کنندگان آن به‌حساب می‌آیند.

برای تولید تقریبا" 572 میلیون تن آهن خام 1100 میلیون تن سنگ آهن مورد نیاز است.

خصوصیات قابل توجه جرم یک اتم معمولی آهن 56 برابر جرم یک اتم معمولی هیدروژن می‌باشد.

عقیده بر این است که آهن ، دهمین عنصر فراوان در جهان است.

Fe مخفف واژه لاتین ferrum برای آهن می‌باشد.

این فلز ، از سنگ معدن آهن استخراج می‌شود و به‌ندرت به حالت آزاد (عنصری) یافت می‌گردد.

برای تهیه آهن عنصری ، باید ناخالصیهای آن با روش کاهش شیمیایی از بین برود.

آهن برای تولید فولاد بکار می‌رود که عنصر نیست، بلکه یک آلیاژ و مخلوطی است از فلزات متفاوت ( و تعدادی غیر فلز بخصوص کربن ).

هسته اتمهای آهن دارای بیشترین نیروی همگیر در هر نوکلئون هستند بنابراین آهن با روش همجوشی ، سنگین‌ترین و با روش شکافت اتمی ، سبکترین عنصری است که بصورت گرمازایی تولید می‌شود.

وقتی یک ستاره که دارای جرم کافی می‌باشد چنین کاری انجام دهد، دیگر قادر به تولید انرژی در هسته‌اش نبوده و یک ابر اختر پدید می‌آید.

آهن رایج‌ترین فلز در جهان به حساب می‌آید.

الگوهای جهان شناختی با یک جهان باز پیش‌بینی زمانی را می‌کند که در نتیجه واکنشهای همجوشی و شکافت هسته ، همه چیز به آهن تبدیل خواهد شد!

کاربردهــــــــــا کاربرد آهن از تمامی فلزات بیشتر است و 95 درصد فلزات تولید شده در سراسر جهان را تشکیل می‌دهد.

قیمت ارزان و مقاومت بالای ترکیب آن استفاده از آنرا بخصوص در اتومبیلها ، بدنه کشتی‌های بزرگ و ساختمانها اجتناب ناپذیر می‌کند.

فولاد معروف‌ترین آلیاژ آهن است و تعدادی از گونه‌های آهن به شرح زیر می‌باشد: آهن خام که دارای 5%-4% کربن و مقادیر متفاوتی ناخالصی از قبیل گوگرد ، سیلیکون و فسفر است و اهمیت آن فقط به این علت است که در مرحله میانی مسیر سنگ آهن تا چدن و فولاد قرار دارد.

چدن ، شامل 5/3%-2% کربن و مقدار کمی منگنز می‌باشد.

ناخالصی‌های موجود در آهن خام مثل گوگرد و فسفر که خصوصیات آنرا تحت تاثیر منفی قرار می‌دهد، در چدن تا حد قابل قبولی کاهش می‌یابند.

نقطه ذوب چدن بین k 1470-1420 می‌باشد که از هر دو ترکیب اصلی آن کمتر است و آنرا به اولین محصول ذوب شده پس از گرم شدن همزمان کربن و آهن تبدیل می‌کند.

چدن بسیار محکم ، سخت و شکننده می‌باشد.

چدن مورد استفاده حتی چدن گرمای سفید موجب شکستن اجسام می‌شود.

فولاد کربن شامل 5/1% - 5/0% کربن و مقادیر کم منگنز ، گوگرد ، فسفر و سیلیکون است.

آهن ورزیده ( آهن نرم) دارای کمتر از 5/0% کربن می‌باشد و محصولی محکم و چکش‌خوار است، اما به اندازه آهن خام گدازپذیر نیست.

حاوی مقادیر بسیار کمی کربن است ( چند دهم درصد).

اگر یک لبه آن تیز شود، به‌سرعت تیزی خود را از دست می‌دهد.

فولادهای آلیاژ حاوی مقادیر متفاوتی کربن بعلاوه فلزات دیگر مانند کروم ، وانادیم ، مولیبدن ، نیکل ، تنگستن و ...

می‌باشد.

اکسیدهای آهن برای ساخت ذخیره مغناطیسی در کامپیوتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آنها اغلب با ترکیبات دیگری مخلوط شده و خصوصیات مغناطیسی خود را بصورت محلول هم حفظ می‌کنند.

ترکیبات معمولترین حالات اکسیداسیون آهن عبارتند از: حالت فروس 2+Fe حالت فریک 3+Fe حالت فریل 4+Fe که با تعدادی آنزیم ( مثلا" پیروکسیدازها ) پایدار شده است.

آهن ( VI) هم معروف است (اگرچه کمیاب می‌باشد).

درصورتیکه به شکل فرات پتاسیم باشد، ( K2FeO ) یک اکسید کننده انتخابی برای الکلهای نوع اول می‌باشد.

این ماده جامد فقط در شرائط خلاء و ارغوانی تیره پایدار است، هم به صورت محلول سوزآور و هم بصورت یک ماده جامد.

کاربید آهن Fe3C به نام سمنتیت معروف است.

بیولـــــــوژی آهن ، اتم اصلی مولکول هِم ( بخشی از گلبول قرمز) و بنابراین جزء ضروری تمامی هموپروتئین‌ها محسوب می‌شود.

به همین علت ، وجود این عنصر در حیوانات حیاتی می‌باشد.

همچنین آهن غیر آلی در زنجیره‌های آهن – گوگرد بسیاری از آنزیمها یافت می‌شود.

باکتریها اغلب از آهن استفاده می‌کنند.

وقتی بدن در حال مبارزه با یک عفونت باکتریایی است، برای عدم دستیابی باکتری به آهن ، این عنصر را پنهان می‌کند.

ایزوتوپها آهن بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار Fe-54 , Fe56 , Fe-57 , Fe-58 می‌باشد.

فراوانی نسبی ایزوتوپهای آهن در طبیعت تقریبا" Fe-54 8/5% ، Fe-56 7/91%، Fe-57 2/2% و Fe-58 3/0% است.Fe-60 که نوکلید پرتوزای غیر فعال است، دارای نیمه عمر 5,1 (Myr) می‌باشد.

بیشتر تلاش گذشته برای اندازه گیری ترکیبات ایزوتوپی آهن به‌علت فرآیندهایی که توام با نوکلئوسنتز ( مانند مطالعات شهاب سنگها ) و شکل‌گیری کانی‌ها هستند، حول محور تعیین انواع مختلف Fe-60 صورت گرفته است.

در وهله‌های مختلف ، شهاب سنگهای Semarkona و Chervony Kut می‌توان بین تمرکز Ni-nickel|60 ( محصول اخترچه Fe-60 ) و فراوانی ایزوتوپهای پایدار آهن ارتباطی یافت که دلیلی برای وجود آهن 60 در زمان شکل‌گیری منظومه شمسی می‌باشد.

احتمالا" انرژی آزاد شده توسط فروپاشی آهن 60 به همراه انرژی رها شده بر اثر فروپاشی نوکلئید پرتوزای Al-26 ، در ذوب مجدد و تفکیک اخترچه‌های بعد از شکل‌گیری آنها 4,6 میلیارد سال پیش تاثیر داشته است.

فراوانی Ni-60 موجود در مواد فرازمینی نیز ممکن است آگاهی بیشتری در مورد منشاء منظومه شمسی و تاریخ ابتدایی آن ارائه نماید.

در بین ایزوتوپهای پایدار فقط آهن 57 دارای اسپین اتمی است،(2/1-).

به همین خاطر آهن 57 در شیمی و بیوشیمی بعنوان یک ایزوتوپ اسپینی دارای کاربرد است.

هشدارهـــــــــا مصرف بیش از حد آهن خوراکی ایجاد مسمومیت می‌کند، چون مقدار زیاد آهن فروس با پروکسیدهای بدن واکنش کرده ، تولید بنیانهای آزاد می‌کند.

وقتی مقدار آهن در بدن طبیعی است، مکانیسمهای ضد اکسیداسیون خود بدن قادر به کنترل این فرآیند می‌باشد.

اگر مقدار آهن بیش از نرمال باشد، مقادیر غیرقابل کنترل بنیانهای آزاد بوجود می‌آید.

مقدار کشنده آهن برای یک کودک 2 ساله تقریبا" 3 گرم بوده و یک گرم آن مسمومیت جدی در پی خواهد داشت.

گزارشهایی مبنی بر مسمومیت کودکان در اثر مصرف 10 تا 50 عدد قرص سولفات آهن در کوتاه مدت وجود دارد.مصرف بیش از حد آهن بر اثر خوردن غیر عمدی داروها عامل جدی مرگ و میر در کودکان است.

افزایش غیرقابل کنترل آهن در بدن ، موجب بروز بیماری به نام hemochromatosis می‌گردد.

آهن اضافی در کبد جمع شده ، موجب بیماری آهن زدگی siderosis و آسیبهای عضوی می‌شود.

به همین دلیل افرادیکه کمبود آهن ندارند، نباید مکملهای آهن مصرف کنند.

خصوصیات قابل توجه مولیبدنم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Mo و عدد اتمی 42 قرار دارد.

مولیبدنم ، یک فلز واسطه می‌باشد.

خالص این عنصر ، سیمگون و بسیار سخت است و یکی از بالاترین نقطه ذوب‌ها را در بین تمامی عناصر خالص دارا می‌باشد.

مقادیر بسیار کم مولیبدنم برای استحکام بخشیدن به فولاد موثر است.

این عنصر در تغذیه گیاهان ، مهم بوده ، درآنزیمهای خاصی مانند اکسیداز زانتین یافت می‌شود.

تاریخچـــــــــه مولیبدنم ( از واژه یونانی ، molybdos به معنی "سرب مانند" ) بصورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و تا اواخر قرن 18 ، ترکیبات آنرا با ترکیبات عناصر دیگر مانند کربن و سرب اشتباه می‌گرفتند.

"Carl Wilhelm Scheele" در سال 1778 اثبات کرد که مولیبدنم با گرافیت و سرب ارتباطی ندارد و توانست اکسید این فلز را از مولیبدنیت جدا کند.

در سال 1782، "Hjelm" موفق شد تا با روش کاهش این اکسید از کربن ، عصاره ناخالصی از مولیبدنم را جداسازی کند.

تا اواخر قرن 19 ، مولیبدنم کاربرد بسیار کمی داشت و در آزمایشگاه باقی ماند.

بعد از این تاریخ ، شرکت فرانسوی Schneider and Co ، این فلز را بعنوان یک عامل آلیاژ ساز در پوشش زرهی مورد آزمایش قرار داد و به ویژگیهای مفید آن پی برد.

پیدایــــــــــش اگرچه مولیبدنم در کانی‌هایی مانند وولفنیت (MoO4Pb) یا پاولیت (MoO4Ca) وجود دارد، منبع تجاری اصلی این فلز مولیبدنیت (MoS) می‌باشد.

مولیبدنم را مستقیما" استخراج می‌کنند و بعنوان محصول جانبی استخراج مس نیز بازیافت می‌گردد.

مقدار مولیبدنم در سنگهای معدن ، بین 0,01% تا تقریبا" 0,5% است.

نزدیک به نیمی از مولیبدنم جهان در ایالات متحده استخراج شده و شرکت Phelps Dodge عرضه کننده اصلی آن است.

کاربردهـــــــــا بیش از دو سوم کل مولیبدنم ، در آلیاژها بکار می‌رود.

استفاده از مولیبدنم در جنگ جهانی اول افزایش یافت.

در این دوران ، نیاز به تنگستن موجب گرانی این عنصر شده و فولاد محکم هم گران و کمیاب شده بود.

آن زمان از مولیبدنم در آلیاژهای با دوام و فولادهای مقاوم در حرارتهای بالا استفاده می‌شد.

آلیاژهای خاص ، حاوی مولیبدنم مثلHastelloys ، بطور چشمگیری در برابر حرارت و فرسایش ، مقاوم هستند.

از این عنصر در قسمتهای مختلف هواپیما و موشک و افروزه‌های لامپ استفاده می‌شود.

در صنعت بنزین بعنوان کاتالیزور کاربرد دارد، بخصوص در کاتالیزورهای جداکننده گوگردهای آلی از محصولات بنزین.

Mo-99 در صنعت ایزوتوپ اتمی بکار می‌رود.

طیف رنگدانه‌های نارنجی مولیبدنم بین قرمز – زرد تا نارنجی- قرمز درخشانی قرار دارد که در پلاستیک ،جوهر ، رنگ و ترکیبات لاستیکی بکار می‌روند.

دی‌سولفید مولیبدنم ، ماده لیز کننده بسیار خوبی مخصوصا" در دماهای زیاد به‌حساب می‌آید.

علاوه بر اینها مولیبدنم در بعضی وسایل الکترونیکی مثل پوشش فلزات رسانا در غشای نازک ترانزیستورها مورد استفاده قرار می‌گیرد.( TFTs) نقش بیولوژیکی گیاهان به مقادیر کم ، مولیبدنم نیاز داشته ، کمبود این عنصر باعث ضعف خاک می‌گردد.

گیاهان و جانوران ، عموما" دارای مولیبدنم در مقادیر بسیار کم در هر میلیون هستند.

مولیبدنم در گیاهان در مسیر تثبیت نیتروژن و کاهش نیترات و در حیوانات در مسیر کاهش پورین و ایجاد اسید اوریک فعالیت دارد.

در بعضی حیوانات ، افزودن مقدار کمی مولیبدنم خوراکی موجب افزایش رشد می‌شود.

ایزوتوپهـــــــا مولیبدنم دارای شش ایزوتوپ پایدار و تقریبا" 24 ایزوتوپ رادیو اکتیو است که اکثرآنها نیمه عمرهای دقیقه‌ای دارند.

Mo-99 در ژنراتورهای جذبی که برای صنعت ایزوتوپ اتمی ، Tc-99 تولید می‌کنند، بکار می‌رود.

بازار محصولات Mo-99 در حدود 100 میلیون دلار آمریکا در سال برآورد می‌شود.

هشدارهــــــــا گرده‌های مولیبدنم و ترکیبات آن از جمله تری‌اکسید مولیبدنم و مولیبدیتهای محلول در آب ، درصورت استنشاق یا بلع ، احتمالا" مسمومیت‌زایی کمی دارند.

بررسیهای آزمایشگاهی نشان داده است که مولیبدنم در مقایسه با بسیاری از فلزات سنگین مسمومیت‌زایی نسبتا" ضعیفی دارد.

چون برای مسمومیت شدید مقدار بسیار زیادی از این عنصر لازم است، احتمال مسمومیت انسانها بعید است.