লোহা - উপাদানের সাধারণ বৈশিষ্ট্য, লোহার রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং এর যৌগ। পরমাণু এবং আয়নের ব্যাসার্ধ নির্ধারণ একটি পরমাণুর সর্বোচ্চ ব্যাসার্ধ হল লোহা

চিত্র 46. একটি স্ফটিকের কণার সাথে যোগাযোগ করা

স্ফটিক অধ্যয়ন করার জন্য এক্স-রে ব্যবহার শুধুমাত্র পরবর্তীটির অভ্যন্তরীণ কাঠামো প্রতিষ্ঠা করা সম্ভব করে না, তবে কণার আকার নির্ধারণ করাও সম্ভব করে তোলে,একটি স্ফটিক গঠন - পরমাণু বা আয়ন।

এই ধরনের গণনা কীভাবে করা হয় তা বোঝার জন্য, কল্পনা করুন যে কণাগুলি থেকে স্ফটিক তৈরি করা হয়েছে একটি গোলাকার আকৃতি রয়েছে এবং একে অপরের সংস্পর্শে রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, আমরা অনুমান করতে পারি যে দুটি প্রতিবেশী কণার কেন্দ্রগুলির মধ্যে দূরত্ব তাদের ব্যাসার্ধের সমষ্টির সমান (চিত্র 46)। যদি কণাগুলি সরল পরমাণু হয় এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব পরিমাপ করা হয়, তাহলে পরমাণুর ব্যাসার্ধ নির্ণয় করা হয়, স্পষ্টতই পাওয়া দূরত্বের অর্ধেক সমান। উদাহরণস্বরূপ, জেনে রাখা যে সোডিয়াম ধাতু স্ফটিক জন্য জালি ধ্রুবক d 3.84 angstroms সমান, আমরা যে ব্যাসার্ধ খুঁজে rসোডিয়াম পরমাণু সমান।

বিভিন্ন আয়নের ব্যাসার্ধ নির্ণয় করা কিছুটা কঠিন। এখানে আয়নগুলির মধ্যে দূরত্বকে অর্ধেক ভাগ করা আর সম্ভব নয়, যেহেতু আয়নগুলির আকার একই নয়। কিন্তু ব্যাসার্ধ যদি কোন একটি আয়নের r 1 জানা যায়, অন্যটির ব্যাসার্ধ r 2 সহজ বিয়োগ দ্বারা সহজে পাওয়া যায়:

r 2 = d - r 1

এটি অনুসরণ করে যে স্ফটিক জালি ধ্রুবক ব্যবহার করে বিভিন্ন আয়নের ব্যাসার্ধ গণনা করতে, আপনাকে কমপক্ষে একটি আয়নের ব্যাসার্ধ জানতে হবে। তাহলে অন্য সব আয়নের রেডিআই বের করা আর কঠিন হবে না।

অপটিক্যাল পদ্ধতি ব্যবহার করে, ফ্লোরিন আয়ন এফ এর ব্যাসার্ধটি বেশ সঠিকভাবে নির্ধারণ করা সম্ভব হয়েছিল - (1.33 A) এবং অক্সিজেন O - (1.32 A); অন্যান্য আয়নগুলির ব্যাসার্ধ গণনা করার সময় এই ব্যাসার্ধগুলি প্রাথমিক মান হিসাবে কাজ করে। উদাহরণস্বরূপ, ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড MgO এর জালি ধ্রুবকের নির্ণয় দেখায় যে এটি 2.1 অ্যাংস্ট্রোমের সমান। এখান থেকে অক্সিজেন আয়নের ব্যাসার্ধ বিয়োগ করলে আমরা ম্যাগনেসিয়াম আয়নের ব্যাসার্ধ খুঁজে পাই:

2.1 - 1.32 = 0.78 Å

সোডিয়াম ফ্লোরাইডের জালি ধ্রুবক হল 2.31 Å; যেহেতু ফ্লোরিন আয়নের ব্যাসার্ধ 1.33 অ্যাংস্ট্রম, সোডিয়াম আয়নের ব্যাসার্ধ অবশ্যই সমান হতে হবে:

2.31 -1.33 = 0.98 Å

সোডিয়াম আয়নের ব্যাসার্ধ এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের জালি ধ্রুবক জেনে, ক্লোরিন আয়ন ইত্যাদির ব্যাসার্ধ গণনা করা সহজ।

প্রায় সমস্ত পরমাণু এবং আয়নের ব্যাসার্ধ এইভাবে নির্ধারিত হয়েছিল।

এই পরিমাণের আকারের একটি সাধারণ ধারণা সারণীতে প্রদত্ত তথ্য দ্বারা দেওয়া হয়। 7.

টেবিল 7

পরমাণুর ব্যাসার্ধ এবং কিছু উপাদানের আয়ন

যেমন এই তথ্যগুলি দেখায়, ধাতুগুলিতে পরমাণুর ব্যাসার্ধ আয়নগুলির ব্যাসার্ধের চেয়ে বেশি; মেটালয়েডগুলিতে, বিপরীতে, আয়নগুলির ব্যাসার্ধ পরমাণুর ব্যাসার্ধের চেয়ে বেশি।

স্ফটিক গঠনকারী আয়নগুলির আপেক্ষিক আকার স্থানিক জালির গঠনের উপর বিশাল প্রভাব ফেলে। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, তাদের রাসায়নিক প্রকৃতিতে দুটি খুব অনুরূপ - CsCl এবং NaCl, যাইহোক, বিভিন্ন ধরণের জালি তৈরি করে এবং প্রথম ক্ষেত্রে, প্রতিটি ধনাত্মক আয়ন আটটি নেতিবাচক আয়ন দ্বারা বেষ্টিত এবং দ্বিতীয়টিতে - কেবল ছয়টি। এই পার্থক্যটি সিজিয়াম আয়নগুলির আকার দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়েছে

এবং সোডিয়াম একই নয়। অনেকগুলি বিবেচনা আমাদেরকে মেনে নিতে বাধ্য করে যে আয়নগুলি স্ফটিকের মধ্যে অবস্থিত হওয়া উচিত যাতে প্রতিটি ছোট আয়ন, যদি সম্ভব হয়, তার চারপাশের বড় আয়নগুলির মধ্যে স্থান সম্পূর্ণরূপে পূরণ করে এবং এর বিপরীতে; অন্য কথায়, নেতিবাচক আয়নগুলি, যেগুলি প্রায় সবসময়ই ধনাত্মক আয়নগুলির থেকে বড় হয়, ধনাত্মক আয়নগুলিকে যতটা সম্ভব ঘনিষ্ঠভাবে ঘিরে রাখতে হবে, অন্যথায় সিস্টেমটি অস্থির হবে৷ যেহেতু Cs + আয়নের ব্যাসার্ধ হল 1.65 Å, এবং Na + আয়ন হল মাত্র 0.98 Å, এটা স্পষ্ট যে আগেরটির চারপাশে পরবর্তীটির চেয়ে বেশি Cl - আয়ন স্থাপন করা যেতে পারে।

একটি স্ফটিকের প্রতিটি ধনাত্মক আয়নকে ঘিরে থাকা ঋণাত্মক আয়নগুলির সংখ্যাকে একটি প্রদত্ত জালির সমন্বয় সংখ্যা বলে। বিভিন্ন স্ফটিক গঠনের একটি গবেষণা দেখায় যে সর্বাধিক সাধারণ সমন্বয় সংখ্যা হল 2, 3, 4, 6, 8 এবং 12।

সমন্বয় সংখ্যা ধনাত্মক আয়নের ব্যাসার্ধের সাথে ঋণাত্মক আয়নের ব্যাসার্ধের অনুপাতের উপর নির্ভর করে: এই অনুপাতটি ঐক্যের যত কাছাকাছি হবে, সমন্বয় সংখ্যা তত বেশি হবে। সবচেয়ে ঘন প্যাকিং পদ্ধতি অনুসারে আয়নগুলিকে একটি স্ফটিকের মধ্যে অবস্থিত গোলক হিসাবে বিবেচনা করে, ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক আয়নগুলির ব্যাসার্ধের মধ্যে কোন অনুপাতের একটি নির্দিষ্ট সমন্বয় সংখ্যা প্রাপ্ত করা উচিত তা গণনা করা সম্ভব।

নীচে একটি প্রদত্ত ব্যাসার্ধ অনুপাতের জন্য গণনা করা তাত্ত্বিকভাবে বৃহত্তম সমন্বয় সংখ্যা রয়েছে৷

এই সারণী থেকে পাওয়া NaCl এবং CsCl-এর সমন্বয় সংখ্যাগুলি এই পদার্থগুলির স্ফটিকগুলিতে আয়নগুলির প্রকৃত বিন্যাসের সাথে হুবহু মিলে যায় তা যাচাই করা সহজ।

লোহা, সেইসাথে পর্যায় সারণিতে এর অবস্থান। আসুন আমরা এই উপাদানটির মৌলিক ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং এর ব্যবহারের ক্ষেত্রগুলি চিহ্নিত করি।

পিএস পদে

লোহা হল গ্রুপ 8 (পার্শ্ব উপগোষ্ঠী) এর একটি ডি-উপাদান। এটির পারমাণবিক সংখ্যা 26, একটি আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর 56 এবং এর পরমাণুতে 26টি প্রোটন, 26টি ইলেকট্রন এবং 30টি নিউট্রন রয়েছে। এই ধাতুর গড় রাসায়নিক কার্যকলাপ রয়েছে এবং হ্রাসকারী বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে। চারিত্রিক অক্সিডেশন বলে: +2, +3।

পরমাণুর গঠন বৈশিষ্ট্য

একটি ইলেকট্রনিক লোহা কি? যদি আমরা শক্তি স্তরের উপর ইলেকট্রন বিতরণ বিবেচনা করি, আমরা নিম্নলিখিত বিকল্পটি পেতে পারি:

2e; 8e; 14তম; 2ই. লোহার পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেলের এই গঠনটি একটি গৌণ উপগোষ্ঠীতে এর অবস্থান নির্দেশ করে এবং উপাদানগুলির d-পরিবারের সদস্যতা নিশ্চিত করে।

প্রকৃতিতে থাকা

লোহা প্রকৃতির সবচেয়ে সাধারণ রাসায়নিক উপাদানগুলির মধ্যে একটি। পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে এর শতাংশ প্রায় 5.1%। আমাদের গ্রহের গভীরতায় মাত্র তিনটি উপাদান বেশি পরিমাণে উপস্থিত: সিলিকন, অ্যালুমিনিয়াম, অক্সিজেন।

পৃথিবীর বিভিন্ন অঞ্চলে লোহার আকরিক পাওয়া যায়। আলকেমিস্টরা মাটিতে এই ধাতুর যৌগ আবিষ্কার করেছিলেন। লোহা উত্পাদন করার সময়, আকরিকগুলি নির্বাচন করা হয় যাতে এর সামগ্রী 30 শতাংশের বেশি হয়।

চৌম্বক লৌহ আকরিক প্রায় বাহাত্তর শতাংশ ধাতু রয়েছে। প্রধান ম্যাগনেটাইট আমানতগুলি কুর্স্ক চৌম্বকীয় অসঙ্গতিতে, পাশাপাশি দক্ষিণ ইউরালে অবস্থিত। রক্তপাথরে, আয়রনের শতাংশ 65 শতাংশে পৌঁছে। ক্রিভয় রোগ অঞ্চলে হেমাটাইট আবিষ্কৃত হয়েছিল।

উদ্ভিদ এবং প্রাণীর জন্য গুরুত্ব

জীবন্ত প্রাণীতে আয়রন কী ভূমিকা পালন করে? পরমাণুর গঠন তার হ্রাসকারী বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করে। এই রাসায়নিক উপাদান এটি একটি চরিত্রগত লাল রঙ দেয়। প্রায় তিন গ্রাম বিশুদ্ধ আয়রন, যার বেশিরভাগই হিমোগ্লোবিনের অন্তর্ভুক্ত, প্রাপ্তবয়স্কদের শরীরে পাওয়া যায়। মূল উদ্দেশ্য হল ফুসফুস থেকে টিস্যুতে সক্রিয় অক্সিজেন স্থানান্তর করা, সেইসাথে ফলে কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণ করা।

গাছপালা এছাড়াও এই ধাতু প্রয়োজন. সাইটোপ্লাজমের অংশ হওয়ায় এটি সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় সক্রিয় অংশ নেয়। গাছে পর্যাপ্ত আয়রন না থাকলে এর পাতা সাদা হয়। লৌহ লবণের সাথে ন্যূনতম সার দিলে গাছের পাতা সবুজ হয়ে যায়।

শারীরিক বৈশিষ্ট্য

আমরা লোহার পরমাণুর গঠন দেখেছি। চিত্রটি নিশ্চিত করে যে এই উপাদানটির একটি ধাতব দীপ্তি রয়েছে (ভ্যালেন্স ইলেকট্রন রয়েছে)। রূপালী-সাদা ধাতুটির একটি মোটামুটি উচ্চ গলনাঙ্ক রয়েছে (1539 ডিগ্রি সেলসিয়াস)। এর ভাল নমনীয়তার কারণে, এই ধাতুটি সহজেই ঘূর্ণিত, স্ট্যাম্প করা এবং নকল করা যায়।

চৌম্বকীয়করণ এবং চুম্বকীয়করণের ক্ষমতা, লোহার বৈশিষ্ট্য, এটি বিভিন্ন ডিভাইস এবং বৈদ্যুতিক মেশিনে শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটের কোর তৈরির জন্য একটি চমৎকার উপাদান তৈরি করেছে।

লোহা কতটা সক্রিয়? একটি পরমাণুর গঠন বাইরের স্তরে দুটি ইলেকট্রনের উপস্থিতি দেখায়, যা একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার সময় ছেড়ে দেওয়া হবে। এর কঠোরতা এবং শক্তি বাড়ানোর জন্য, ধাতুর অতিরিক্ত রোলিং এবং শক্ত করা হয়। এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি পরমাণুর কাঠামোর পরিবর্তনের সাথে থাকে না।

লোহার প্রকারভেদ

লোহার পরমাণুর বৈদ্যুতিন কাঠামো, যার চিত্রটি উপরে আলোচনা করা হয়েছিল, তার রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করে। বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি ধাতুতে, যা কম-কার্বন ইস্পাত, প্রধান উপাদান হল লোহা। কার্বনের প্রায় 0.04 শতাংশ অমেধ্য হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল; ফসফরাস, নাইট্রোজেন এবং সালফারও উপস্থিত ছিল।

রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ লোহা তার বাহ্যিক প্যারামিটারে প্লাটিনামের অনুরূপ। এটি অ্যাসিড প্রতিরোধী, জারা প্রক্রিয়া প্রতিরোধের বৃদ্ধি করেছে। একটি খাঁটি ধাতুতে অমেধ্যের সামান্য প্রবর্তনের সাথে, এর অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি অদৃশ্য হয়ে যায়।

রসিদ বিকল্প

অ্যালুমিনিয়াম এবং লোহার পরমাণুর গঠন নির্দেশ করে যে অ্যামফোটেরিক অ্যালুমিনিয়াম প্রধান উপগোষ্ঠীর অন্তর্গত, এর অক্সাইড থেকে লোহা আহরণের প্রক্রিয়ায় এটি ব্যবহার করার সম্ভাবনা। অ্যালুমিনোথার্মি, একটি উচ্চ তাপমাত্রায় বাহিত, প্রাকৃতিক আকরিক থেকে বিশুদ্ধ ধাতু বিচ্ছিন্ন করা সম্ভব করে তোলে। অ্যালুমিনিয়াম ছাড়াও, কার্বন (2) এবং কয়লা শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্ট হিসাবে বেছে নেওয়া হয়।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের বৈশিষ্ট্য

লোহার কোন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য আছে? একটি পরমাণুর গঠন তার হ্রাসকারী কার্যকলাপ ব্যাখ্যা করে। লোহা অক্সিডেশন অবস্থা +2, +3 সহ দুটি সিরিজ যৌগ গঠন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

আর্দ্র বাতাসে, ধাতুর মরিচা (ক্ষয়) প্রক্রিয়া ঘটে, যার ফলে আয়রন হাইড্রক্সাইড (3) তৈরি হয়। উত্তপ্ত লোহার তার অক্সিজেনের সাথে বিক্রিয়া করে আয়রন অক্সাইডের (2,3) কালো পাউডার তৈরি করে, যাকে আয়রন স্কেল বলা হয়।

উচ্চ তাপমাত্রায়, ধাতু জলীয় বাষ্পের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম হয়, এইভাবে একটি মিশ্র অক্সাইড গঠন করে। প্রক্রিয়া হাইড্রোজেন মুক্তি দ্বারা অনুষঙ্গী হয়.

অ-ধাতুর সাথে প্রতিক্রিয়া তখনই ঘটে যখন প্রাথমিক উপাদানগুলি প্রিহিট করা হয়।

মিশ্রণটি আগে থেকে গরম না করেই লৌহকে পাতলা সালফিউরিক বা হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডে দ্রবীভূত করা যেতে পারে। ঘনীভূত সালফিউরিক এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড এই ধাতুকে নিষ্ক্রিয় করে।

লোহার অন্য কোন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য আছে? একটি প্রদত্ত উপাদানের পারমাণবিক গঠন তার গড় কার্যকলাপ নির্দেশ করে। ভোল্টেজ সিরিজে হাইড্রোজেন (H2) এর আগে লোহার বিন্যাস দ্বারা এটি নিশ্চিত করা হয়। ফলস্বরূপ, এটি বেকেটোভ সিরিজের ডানদিকে অবস্থিত সমস্ত ধাতু লবণ থেকে স্থানচ্যুত করতে পারে। সুতরাং, কপার ক্লোরাইড (2) এর সাথে বিক্রিয়ায়, উত্তপ্ত হলে বিশুদ্ধ তামা নির্গত হয় এবং আয়রন ক্লোরাইড (2) এর দ্রবণ পাওয়া যায়।

ব্যবহারের ক্ষেত্র

সমস্ত লোহা লোহা এবং ইস্পাত উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। ঢালাই লোহাতে, কার্বনের শতাংশ 3-4 শতাংশ, ইস্পাতে - 1.4 শতাংশের বেশি নয়। এই নন-ধাতু একটি উপাদান হিসাবে কাজ করে যা সংযোগের শক্তি বৃদ্ধি করে। তদতিরিক্ত, এটি খাদগুলির জারা বৈশিষ্ট্যগুলিতে ইতিবাচক প্রভাব ফেলে, উচ্চ তাপমাত্রায় উপাদানটির প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।

ইস্পাতের যান্ত্রিক শক্তি বাড়ানোর জন্য ভ্যানডিয়াম সংযোজন প্রয়োজনীয়। ক্রোমিয়াম আক্রমণাত্মক রাসায়নিকের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।

এই রাসায়নিক উপাদানটির ফেরোম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেট অন্তর্ভুক্ত শিল্প স্থাপনে জনপ্রিয় করে তুলেছে। উপরন্তু, লোহা স্যুভেনির শিল্পে এর ব্যবহার পাওয়া গেছে। এটি থেকে বিভিন্ন স্যুভেনির তৈরি করা হয়, যেমন রঙিন রেফ্রিজারেটর ম্যাগনেট।

শক্তি এবং নমনীয়তা ধাতুকে বর্ম এবং বিভিন্ন ধরণের অস্ত্র তৈরি করতে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়।

ফেরিক ক্লোরাইড (3) অমেধ্য থেকে জল বিশুদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়। ওষুধে, উপাদান 26 রক্তাল্পতার মতো রোগের চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয়। লোহিত রক্তকণিকার অভাব থাকলে দ্রুত ক্লান্তি আসে এবং ত্বক অপ্রাকৃতভাবে ফ্যাকাশে হয়ে যায়। আয়রন সম্পূরকগুলি এই সমস্যাটি দূর করতে এবং শরীরকে সম্পূর্ণ কার্যকলাপে ফিরিয়ে আনতে সহায়তা করে। থাইরয়েড গ্রন্থি এবং লিভারের কার্যকলাপের জন্য আয়রন বিশেষ গুরুত্ব বহন করে। মানবদেহে গুরুতর সমস্যা এড়াতে, প্রতিদিন প্রায় 20 মিলিগ্রাম এই ধাতু গ্রহণ করা যথেষ্ট।

পাঠ্যপুস্তক টাস্ক ল্যাবরেটরি ব্যবহারিক বৈজ্ঞানিক গল্প পড়ার জন্য

ধারাবাহিকতা। দেখুন নং 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22/2003

§ 5.3 পদার্থ
স্ফটিক অবস্থায়

(চলমান)

ল্যাবরেটরি রিসার্চ

1. স্ফটিক লোহা মধ্যে আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব নির্ধারণ.

এই পরীক্ষামূলক কাজে, আপনি ধাতব ঘনত্বের সংকল্পের সাথে পরিচিত হবেন - একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য, যার জন্য আপনি বিচার করতে পারেন, উদাহরণস্বরূপ, একটি ধাতব পণ্য তৈরির রচনা এবং সময়।
কখন এবং কার কাছ থেকে "ইউরেকা!" বিস্ময়কর শব্দটি এসেছে? প্রাচীন গ্রীক বিজ্ঞানী আর্কিমিডিস খ্রিস্টপূর্ব ২৮৭ অব্দে সিরাকিউসে (সিসিলি দ্বীপ) জন্মগ্রহণ করেন। e এবং ২য় পিউনিক যুদ্ধের সময় শহর দখলের সময় একজন রোমান সৈন্যের হাতে নিহত হন। আর্কিমিডিসের শেষ কথা: "আমার অঙ্কন স্পর্শ করবেন না।" আর্কিমিডিস এই বাক্যাংশের সাথে কৃতিত্বপূর্ণ: "আমাকে দাঁড়ানোর জায়গা দাও এবং আমি পৃথিবীকে সরিয়ে দেব।" আর্কিমিডিস স্নান করার সময় সিরাকুসান শাসক হিয়েরোর বলির মুকুটে স্বর্ণ ও রৌপ্যের পরিমাণ নির্ধারণের সমস্যার সমাধান খুঁজে পান। সে "ইউরেকা!", যার মানে "পাওয়া গেছে!" বলে চিৎকার করে উলঙ্গ হয়ে বাড়ি ছুটে গেল। সবচেয়ে সাধারণ ভাষায় বলার চেষ্টা করুন কিভাবে আর্কিমিডিস প্রমাণ করেছিলেন যে মুকুটে প্রয়োজনের চেয়ে বেশি রৌপ্য ছিল।

আপনি একটি বাস্তব বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্য আছেন!
কাজটি 2-4 জনের একটি ছোট দল দ্বারা সঞ্চালিত হয়। কাজের বিবরণটি মনোযোগ সহকারে পড়ুন, একটি বিশদ পরীক্ষামূলক পরিকল্পনা আঁকুন (একটি ধাতব নমুনা এবং পরিমাপ কাচ উপলব্ধ) এবং প্রাক-বরাদ্দ দায়িত্ব (কে কী করবে)।
পরীক্ষাটি ধাতুর ঘনত্ব নির্ধারণ করে, যা অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা ব্যবহার করে আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব, অর্থাৎ, একটি স্ফটিক বা অণুতে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের মধ্যবর্তী দূরত্ব গণনা করতে দেয়। এই দূরত্ব এই পদার্থের ধ্রুবক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি।

পরমাণু এবং অণুর আকার বিভিন্ন ইউনিটে প্রকাশ করা হয়: সেন্টিমিটার (সেমি), ন্যানোমিটার
(1 nm = 1 10 –9 m) এবং পিকোমিটার (1 pm = 1 10 –12 m)। পূর্বে, দৈর্ঘ্যের একটি নন-সিস্টেমিক একক, অ্যাংস্ট্রম, ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত।

একটি ধাতু (লোহা, তামা, অ্যালুমিনিয়াম, সীসা) নিন, উদাহরণস্বরূপ, একটি বড় বিয়ারিং থেকে একটি লোহার বল। আপনি একটি পুরু লোহার পেরেক ব্যবহার করতে পারেন, প্রথমে তার মাথা থেকে করাত এবং একটি সিলিন্ডার তৈরি করতে নির্দেশ করে। ওজন করে নেওয়া ধাতুর ভর নির্ণয় কর।
একই ধাতুর পরিমাপিত ভরের আয়তন নির্ণয় কর। যদি বিদ্যমান ধাতুর একটি নিয়মিত জ্যামিতিক চিত্রের আকার থাকে - একটি ঘনক্ষেত্র, একটি বল, একটি সিলিন্ডার বা অন্য, একটি শাসক বা ক্যালিপার দিয়ে এর মাত্রা পরিমাপ করুন। গাণিতিক জ্ঞান ব্যবহার করে, ওয়ার্কপিসের ভলিউম গণনা করুন।

আপনি একটি বড় গাড়ী বাদাম বা স্ক্রু, বা সীসা তারের বিনুনি একটি টুকরা নিতে পারেন। ধাতুটিকে এক টুকরো আকারে নেওয়ার প্রয়োজন নেই, আপনি এক মুঠো পেরেক, ছোট বল, শট ইত্যাদি নিতে পারেন। যদি আপনার কাছে অনিয়মিত আকারের ধাতুর টুকরো বা ছোট টুকরা থাকে (বল, স্ক্রু, বাদাম, নখ, কাগজের ক্লিপ ইত্যাদি, একটি ধাতু থেকে তৈরি, একটি সংকর ধাতু নয়), আপনার নিজেকে একটি পরিচিত ভরের ধাতুর আয়তন নির্ধারণের একটি উপায় প্রস্তাব করা উচিত (আপনি কি ইতিমধ্যে এক মুঠো বা একগুচ্ছ ধাতব টুকরা ওজন করতে পেরেছেন? কিছু না হারিয়ে?)
তুমি এটি করতে পারো. পরিমাপের সিলিন্ডার প্রায় অর্ধেক জল দিয়ে পূরণ করুন এবং এর ভলিউম রেকর্ড করুন (আরো সঠিকভাবে!) ধাতুর টুকরাগুলিকে জলের একটি সিলিন্ডারে রাখুন যতক্ষণ না জল ধাতুটিকে ঢেকে দেয় এবং ফলে জল এবং ধাতুর পরিমাণ রেকর্ড করুন। ধাতুর আয়তন কত? এটি হতে পারে যে সেখানে কম জল থাকবে এবং এটি সমস্ত ধাতুকে আবৃত করবে না। তাহলে কি করবেন? চিন্তা করুন.
অন্য একটি পরিমাপ সিলিন্ডারে সঠিকভাবে পরিচিত জল ঢালা এবং ধাতু ঢেকে ধাতু দিয়ে সিলিন্ডারে পর্যাপ্ত জল ঢালা। উভয় সিলিন্ডারে জলের স্তরের অবস্থান রেকর্ড করুন। এখন আপনি ধাতু দিয়ে সিলিন্ডারে জলের পরিমাণ এবং জল এবং ধাতু দ্বারা দখলকৃত আয়তন গণনা করতে পারেন। ধাতুর আয়তন খুঁজুন এবং এর ভর জেনে তার ঘনত্ব নির্ধারণ করুন।

এর পরে, ধাতব পরমাণুর অ্যাভোগাড্রো সংখ্যার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ আয়তনের গণনা করুন। প্রতি পরমাণুর আয়তন নির্ণয় করুন এবং আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব গণনা করুন, এটিকে পরমাণু ধারণকারী ঘনক্ষেত্রের প্রান্তের দৈর্ঘ্যের সমান করুন।
মনে রাখবেন যে আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব নির্ধারণের এই পদ্ধতিটি আনুমানিক। তবুও, ধাতব স্ফটিকগুলিতে এই পদ্ধতি দ্বারা গণনা করা আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্বগুলি অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্তদের সাথে ভাল চুক্তিতে রয়েছে।
লোহার পরিবর্তে, আপনি অন্যান্য ধাতু নিতে পারেন - তামা, সীসা, এমনকি সোনা এবং রূপা।

একটি পরমাণুর আকার কীভাবে নির্ধারণ করবেন, উদাহরণস্বরূপ, লোহা? আপনি কি জানেন Fe এর 1 মোল ভর আছে
55.845 গ্রাম; লোহার ঘনত্ব আগে পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারিত হয়েছিল। (রেফারেন্স তথ্য অনুযায়ী, স্ফটিক লোহার একটি ঘনত্ব = 7.87 গ্রাম / সেমি 3)। লোহার 1 মোল আয়তন গণনা করুন:

55.845 (g)/7.87 (g/cm3) = 7.1 cm3।

আসুন লোহার স্ফটিক কাঠামোতে একটি পরমাণুর প্রতি ভগ্নাংশের আয়তন নির্ধারণ করি। এটি করার জন্য, আমরা 1 mol পরমাণুর আয়তনকে (মোলার ভলিউম) পরমাণুর অ্যাভোগাড্রো সংখ্যা দিয়ে ভাগ করি:

7.1 (সেমি 3)/6.02 1023 = 1.18 10 –23 সেমি 3।

এইভাবে, একটি স্ফটিকের একটি লোহার পরমাণুর ব্যাস প্রায় 0.000000023 সেমি। এটি হল আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব। ফলস্বরূপ সংখ্যাটি একটি বিচ্ছিন্ন পরমাণুর ব্যাস নয়, যেহেতু পরমাণুর ইলেকট্রন শেলগুলি খুব ঝাপসা প্রান্তযুক্ত মেঘের মতো। রসায়ন এবং পদার্থবিদ্যার কঠোর বৈজ্ঞানিক সাহিত্যে, "পারমাণবিক ব্যাস" বা "পারমাণবিক ব্যাসার্ধ" অভিব্যক্তি ব্যবহার করা হয় না, তবে "আন্তঃপরমাণু দূরত্ব" শব্দটি এবং পদবী ব্যবহার করা হয়। l("আলে")। লোহার পরমাণুর ব্যাস কেন? ডিএবং এর অভ্যন্তরীণ দূরত্ব lসমান, এটি চিত্র থেকে আপনার কাছে পরিষ্কার হয়ে যাবে। 5.6। রেফারেন্স তথ্য অনুসারে, লোহার পরমাণুর ব্যাসার্ধ হল 124.1 pm = 1.24 10 –8 সেমি, তাই অন্তঃপরমাণুর দূরত্ব হল 2.48 10 –8 সেমি।

পরিমাপের বিভিন্ন এককে স্ফটিক লোহায় আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্ব প্রকাশ করুন।

2. অন্যান্য উপাদানের আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্বের অধ্যয়ন

আসুন স্ফটিক অবস্থায় (সাধারণ তাপমাত্রায়) চতুর্থ সময়ের উপাদানগুলির উদাহরণ ব্যবহার করে আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্বের পরিবর্তনটি ট্রেস করি:

পটাসিয়াম থেকে সেলেনিয়ামে যাওয়ার সময় আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্বের পরিবর্তনের একটি গ্রাফ আঁকুন। আপনি যদি আন্তঃনিউক্লিয়ার দূরত্বের পরিবর্তনের গতিপথ ব্যাখ্যা করতে পরিচালনা করেন, তাহলে আপনি D.I. মেন্ডেলিভের উপাদানগুলির পর্যায় সারণী নির্মাণের কিছু বৈশিষ্ট্য বুঝতে পারবেন।
ভবিষ্যতে যদি আপনাকে বিভিন্ন ধাতুর সংকর ধাতু প্রস্তুত করতে হয়, তবে পরমাণুর ব্যাসার্ধের তথ্য আপনাকে খাদগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির পূর্বাভাস দিতে সহায়তা করবে।
ধাতু সংকর ধাতু দুটি বা ততোধিক ধাতু (পাশাপাশি ধাতু এবং অ-ধাতু) থেকে গঠিত কঠিন সিস্টেম। তাদের উপাদান ধাতু তুলনায় অ্যালয় ভাল বৈশিষ্ট্য আছে. খাদ তৈরির পর্যায়গুলির সংখ্যার উপর ভিত্তি করে খাদগুলির একটি শ্রেণিবিন্যাস করা হয়। যদি সংকর ধাতুতে শুধুমাত্র একটি ফেজ থাকে, তবে এটি একটি একক-ফেজ সিস্টেম, বা অন্য একটি ধাতুর একটি কঠিন সমাধান।
কঠিন সমাধান সম্পর্কে কিছু কথা বলি। কোনো অনুপাতে ধাতুর সম্পূর্ণ পারস্পরিক দ্রবণীয়তা খুব কমই পরিলক্ষিত হয়। এটি এমন উপাদানগুলির সাথে ঘটতে পারে যা বৈশিষ্ট্যগুলিতে অনুরূপ। উদাহরণস্বরূপ, সোনা এবং রূপা যে কোনও অনুপাতে একে অপরের সাথে দ্রবীভূত হতে পারে, যেহেতু তারা একই উপগোষ্ঠীতে রয়েছে এবং তাদের পরমাণুর আকার কাছাকাছি (যথাক্রমে 1.442 10 –8 এবং 1.444 10 –8 সেমি)।
শক্তিশালী সমাধান - পরিবর্তনশীল রচনার একটি পর্যায় যেখানে বিভিন্ন উপাদানের পরমাণু একটি সাধারণ স্ফটিক জালিতে অবস্থিত। কঠিন সমাধান আছে প্রতিস্থাপন এবং বাস্তবায়ন .
দ্রবীভূত ধাতুর পরমাণুগুলি যখন দ্রবীভূত ধাতুর জালির জনবহুল এলাকায় (নোড) অবস্থিত তখন একটি প্রতিস্থাপনমূলক কঠিন দ্রবণ তৈরি হয়। এই জাতীয় দ্রবণগুলিতে পরমাণুর ব্যাসার্ধ একে অপরের থেকে 15% এর বেশি নয় (লোহার মিশ্রণের জন্য - 8% এর বেশি নয়)। উপরোক্ত ধাতু দ্বারা কি কঠিন সমাধান গঠিত হতে পারে তা অনুমান করুন।প্রতিস্থাপক কঠিন সমাধান গঠনের জন্য আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োজনীয়তা হল যে ধাতুগুলিকে অবশ্যই ইলেক্ট্রোকেমিক্যালভাবে একই রকম হতে হবে, অর্থাৎ, ভোল্টেজ সিরিজে (আরো সঠিকভাবে, ইলেক্ট্রোড সম্ভাব্য সিরিজে) তাদের একে অপরের থেকে খুব বেশি দূরে থাকা উচিত নয়।
দ্রবীভূত ধাতুর পরমাণুগুলি স্ফটিক জালির জনবহুল স্থানের (নোড) মধ্যে শূন্যস্থানে অবস্থিত হওয়ার ফলে একটি আন্তঃস্থায়ী কঠিন সমাধান গঠিত হয়। দ্রবীভূত ধাতুর পরমাণুর আকার দ্রবীভূত ধাতুর পরমাণুর আকারের 63% এর বেশি হওয়া উচিত নয়।

IRON(lat. Ferrum), Fe, পর্যায়ক্রমিক সিস্টেমের গ্রুপ VIII এর রাসায়নিক উপাদান, পারমাণবিক সংখ্যা 26, পারমাণবিক ভর 55.847। উপাদানটির ল্যাটিন এবং রাশিয়ান নামের উৎপত্তি স্পষ্টভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়নি। প্রাকৃতিক আয়রন হল চারটি নিউক্লাইডের মিশ্রণ যার ভর সংখ্যা 54 (প্রাকৃতিক মিশ্রণের উপাদান ওজন অনুসারে 5.82%), 56 (91.66%), 57 (2.19%) এবং 58 (0.33%)। দুটি বাইরের ইলেকট্রনিক স্তরের কনফিগারেশন হল 3s 2 p 6 d 6 4s 2। সাধারণত অক্সিডেশন অবস্থায় যৌগ গঠন করে +3 (ভ্যালেন্স III) এবং +2 (ভ্যালেন্স II)। অক্সিডেশন অবস্থায় লোহার পরমাণু সহ যৌগগুলি +4, +6 এবং আরও কিছু পরিচিত।

মেন্ডেলিভের পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতিতে, লোহাকে গ্রুপ VIIIB-তে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। চতুর্থ সময়কালে, যার সাথে লোহাও অন্তর্ভুক্ত, এই গোষ্ঠীতে লোহা ছাড়াও কোবাল্ট (Co) এবং নিকেল (Ni) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই তিনটি উপাদান একটি ত্রয়ী গঠন করে এবং একই রকম বৈশিষ্ট্য রয়েছে।

নিরপেক্ষ লোহার পরমাণুর ব্যাসার্ধ হল 0.126 nm, Fe 2+ আয়নের ব্যাসার্ধ হল 0.080 nm, এবং Fe 3+ আয়নের ব্যাসার্ধ হল 0.067 nm। লোহার পরমাণুর অনুক্রমিক আয়নকরণের শক্তি হল 7.893, 16.18, 30.65, 57, 79 eV। ইলেক্ট্রন অ্যাফিনিটি 0.58 eV। পলিং স্কেল অনুসারে, লোহার তড়িৎ ঋণাত্মকতা প্রায় 1.8।

উচ্চ বিশুদ্ধতা আয়রন হল একটি চকচকে রূপালী-ধূসর, নমনীয় ধাতু যা নিজেকে বিভিন্ন যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে ভালভাবে ধার দেয়।

প্রাকৃতিক ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য:ঘরের তাপমাত্রা থেকে 917 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, সেইসাথে তাপমাত্রা 1394-1535 ডিগ্রি সেলসিয়াসে, একটি ঘনবস্তু-কেন্দ্রিক জালি সহ -Fe থাকে, ঘরের তাপমাত্রায় জালি প্যারামিটার ক= 0.286645 nm। তাপমাত্রা 917-1394°C, -Fe মুখ-কেন্দ্রিক ঘন জালির সাথে T স্থিতিশীল ( ক= 0.36468 এনএম)। ঘরের তাপমাত্রা থেকে 769°C (তথাকথিত কুরি পয়েন্ট) তাপমাত্রায়, লোহার শক্তিশালী চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে (এটিকে ফেরোম্যাগনেটিক বলা হয়); উচ্চ তাপমাত্রায়, লোহা একটি প্যারাম্যাগনেট হিসাবে আচরণ করে। কখনও কখনও প্যারাম্যাগনেটিক -Fe একটি ঘনবস্তু-কেন্দ্রিক জালি সহ, 769 থেকে 917°C তাপমাত্রায় স্থিতিশীল, লোহার পরিবর্তন হিসাবে বিবেচিত হয় এবং -Fe, উচ্চ তাপমাত্রায় স্থিতিশীল (1394-1535°C), -Fe বলা হয় ঐতিহ্য অনুসারে (লোহার অস্তিত্ব সম্পর্কে ধারণাগুলি চারটি পরিবর্তনের উদ্ভব হয়েছিল যখন এক্স-রে বিবর্তন বিশ্লেষণ এখনও বিদ্যমান ছিল না এবং লোহার অভ্যন্তরীণ গঠন সম্পর্কে কোনও বস্তুনিষ্ঠ তথ্য ছিল না)। গলনাঙ্ক 1535°C, স্ফুটনাঙ্ক 2750°C, ঘনত্ব 7.87 g/cm 3। Fe 2+ /Fe 0 জোড়ার আদর্শ সম্ভাবনা হল 0.447V, Fe 3+ /Fe 2+ জোড়া হল +0.771V৷

যখন 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রায় বাতাসে সংরক্ষণ করা হয়, তখন লোহা ধীরে ধীরে অক্সাইডের একটি ঘন ফিল্ম দিয়ে আচ্ছাদিত হয়, যা ধাতুর আরও জারণ রোধ করে। আর্দ্র বাতাসে, লোহা মরিচা একটি আলগা স্তর দিয়ে আচ্ছাদিত হয়ে যায়, যা ধাতুতে অক্সিজেন এবং আর্দ্রতার প্রবেশ এবং এর ধ্বংসকে বাধা দেয় না। মরিচা একটি ধ্রুবক রাসায়নিক গঠন নেই; আনুমানিক এর রাসায়নিক সূত্র Fe 2 O 3 xH 2 O হিসাবে লেখা যেতে পারে।

লোহা উত্তপ্ত হলে অক্সিজেন (O) এর সাথে বিক্রিয়া করে। যখন লোহা বাতাসে জ্বলে তখন Fe 2 O 3 অক্সাইড তৈরি হয় এবং লোহা যখন বিশুদ্ধ অক্সিজেনে পুড়ে তখন Fe 3 O 4 অক্সাইড তৈরি হয়। গলিত লোহার মধ্য দিয়ে অক্সিজেন বা বায়ু প্রবাহিত হলে FeO অক্সাইড তৈরি হয়। যখন সালফার (এস) এবং আয়রন পাউডার উত্তপ্ত হয়, সালফাইড গঠিত হয়, যার আনুমানিক সূত্র FeS হিসাবে লেখা যেতে পারে।

লোহা উত্তপ্ত হলে হ্যালোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে। যেহেতু FeF 3 অ-উদ্বায়ী, তাই লোহা 200-300°C তাপমাত্রা পর্যন্ত ফ্লোরিন (F) প্রতিরোধী। যখন লোহা ক্লোরিন করা হয় (প্রায় 200°C তাপমাত্রায়), উদ্বায়ী FeCl 3 গঠিত হয়। লোহা এবং ব্রোমিন (Br) এর মিথস্ক্রিয়া ঘরের তাপমাত্রায় বা গরম করা এবং ব্রোমিন বাষ্পের চাপ বৃদ্ধির সাথে ঘটলে FeBr 3 গঠিত হয়। উত্তপ্ত হলে, FeCl 3 এবং বিশেষত, FeBr 3 হ্যালোজেনকে বিভক্ত করে এবং লোহা (II) হ্যালাইডে পরিণত হয়। আয়রন এবং আয়োডিন (I) বিক্রিয়া করলে আয়োডাইড Fe 3 I 8 গঠিত হয়।

উত্তপ্ত হলে, লোহা নাইট্রোজেন (N) এর সাথে বিক্রিয়া করে, আয়রন নাইট্রাইড Fe 3 N তৈরি করে, ফসফরাস (P) দিয়ে, ফসফাইড FeP, Fe 2 P এবং Fe 3 P তৈরি করে, কার্বন (C), কার্বাইড Fe 3 C তৈরি করে, সিলিকন দিয়ে ( Si), বেশ কয়েকটি সিলিসাইড গঠন করে, উদাহরণস্বরূপ FeSi।

উচ্চ চাপে, ধাতব লোহা কার্বন মনোক্সাইড CO এর সাথে বিক্রিয়া করে এবং তরল, স্বাভাবিক অবস্থায়, অত্যন্ত উদ্বায়ী আয়রন পেন্টাকার্বনিল Fe(CO) 5 গঠিত হয়। Fe 2 (CO) 9 এবং Fe 3 (CO) 12 রচনাগুলির আয়রন কার্বনিলগুলিও পরিচিত। আয়রন কার্বোনিলস কম্পোজিশন ফেরোসিন সহ অর্গানোইরন যৌগগুলির সংশ্লেষণে প্রাথমিক উপাদান হিসাবে কাজ করে।

খাঁটি ধাতব লোহা পানিতে স্থিতিশীল এবং ক্ষারীয় দ্রবণকে পাতলা করে। লোহা ঘনীভূত সালফিউরিক এবং নাইট্রিক অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয় না, কারণ একটি শক্তিশালী অক্সাইড ফিল্ম এর পৃষ্ঠকে নিষ্ক্রিয় করে।

আয়রন হাইড্রোক্লোরিক এবং পাতলা (প্রায় 20%) সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে আয়রন (II) লবণ তৈরি করে:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

যখন লোহা প্রায় 70% সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে, তখন বিক্রিয়াটি আয়রন (III) সালফেট গঠনে এগিয়ে যায়:

2Fe + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O

আয়রন (II) অক্সাইড FeO এর মৌলিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে; বেস Fe(OH) 2 এর সাথে মিলে যায়। আয়রন (III) অক্সাইড Fe 2 O 3 দুর্বলভাবে অ্যামফোটেরিক; এটি Fe(OH) 2, Fe(OH) 3 এর চেয়েও দুর্বল বেস দ্বারা মেলে, যা অ্যাসিডের সাথে বিক্রিয়া করে:

2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

আয়রন (III) হাইড্রক্সাইড Fe(OH) 3 দুর্বলভাবে অ্যামফোটেরিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে; এটি শুধুমাত্র ক্ষার এর ঘনীভূত সমাধানের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে সক্ষম:

Fe(OH) 3 + KOH = K

আয়রন(III) এর ফলস্বরূপ হাইড্রোক্সো কমপ্লেক্সগুলি দৃঢ়ভাবে ক্ষারীয় দ্রবণে স্থিতিশীল। যখন দ্রবণগুলি জল দিয়ে মিশ্রিত করা হয়, তখন সেগুলি ধ্বংস হয়ে যায় এবং আয়রন (III) হাইড্রক্সাইড Fe(OH) 3 অবক্ষয় করে।

দ্রবণে আয়রন (III) যৌগগুলি ধাতব লোহা দ্বারা হ্রাস পায়:

Fe + 2FeCl 3 = 3FeCl 2

লোহা (II) লবণের জলীয় দ্রবণ সংরক্ষণ করার সময়, আয়রন (II) থেকে লোহা (III) এর অক্সিডেশন পরিলক্ষিত হয়:

4FeCl 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH)Cl 2

জলীয় দ্রবণে লৌহ (II) লবণের মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল হল মোহরের লবণের ডবল অ্যামোনিয়াম এবং আয়রন (II) সালফেট (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 6H 2 O।

আয়রন (III) অ্যালামের মতো একক চার্জযুক্ত ক্যাটেশনের সাথে ডবল সালফেট তৈরি করতে সক্ষম, উদাহরণস্বরূপ, KFe(SO 4) 2 আয়রন-পটাসিয়াম অ্যালাম, (NH 4) Fe(SO 4) 2 ফেরিক অ্যামোনিয়াম অ্যালাম ইত্যাদি।

যখন বায়বীয় ক্লোরিন (Cl) বা ওজোন আয়রন (III) যৌগের ক্ষারীয় দ্রবণে কাজ করে, তখন আয়রন (VI) ফেরেট যৌগ গঠিত হয়, উদাহরণস্বরূপ, পটাসিয়াম ফেরেট (VI) (K): K 2 FeO 4। শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্টের প্রভাবে লোহা (VIII) যৌগগুলির উত্পাদনের রিপোর্ট রয়েছে।

দ্রবণে আয়রন (III) যৌগ সনাক্ত করতে, থায়োসায়ানেট আয়ন CNS এর সাথে Fe 3+ আয়নের একটি গুণগত বিক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। যখন Fe 3+ আয়নগুলি CNS আয়নগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন উজ্জ্বল লাল আয়রন থায়োসায়ানেট Fe(CNS) 3 গঠিত হয়। Fe 3+ আয়নগুলির জন্য আরেকটি বিকারক হল পটাসিয়াম হেক্সাকানোফেরেট (II) (K): K 4 (আগে এই পদার্থটিকে হলুদ রক্তের লবণ বলা হত)। যখন Fe 3+ এবং 4 আয়ন ইন্টারঅ্যাক্ট করে, তখন একটি উজ্জ্বল নীল বর্ষণ তৈরি হয়।

পটাসিয়াম হেক্সাকানোফেরেট (III) (K) K 3 এর একটি দ্রবণ, যাকে পূর্বে লাল রক্তের লবণ বলা হত, দ্রবণে Fe 2+ আয়নের বিকারক হিসেবে কাজ করতে পারে। যখন Fe 3+ এবং 3 আয়নগুলি মিথস্ক্রিয়া করে, তখন Fe 3+ এবং 4 আয়নগুলির মিথস্ক্রিয়ার ক্ষেত্রে একই রচনার একটি উজ্জ্বল নীল অবক্ষেপ তৈরি হয়।

কার্বন সহ লোহার সংকর:লোহা প্রধানত সংকর ধাতুতে ব্যবহৃত হয়, প্রাথমিকভাবে কার্বন (C) সংকর ধাতু বিভিন্ন ঢালাই লোহা এবং ইস্পাত। ঢালাই লোহাতে, কার্বনের পরিমাণ ওজনে 2.14% বেশি (সাধারণত 3.5-4% স্তরে), ইস্পাতে কার্বনের পরিমাণ কম (সাধারণত 0.8-1% স্তরে)।

ব্লাস্ট ফার্নেসগুলিতে ঢালাই আয়রন পাওয়া যায়। একটি ব্লাস্ট ফার্নেস হল একটি বিশালাকার (30-40 মিটার উচ্চতা পর্যন্ত) কাটা শঙ্কু, ভিতরে ফাঁপা। ব্লাস্ট ফার্নেসের ভেতরের দেয়ালগুলো অবাধ্য ইট দিয়ে সারিবদ্ধ; রাজমিস্ত্রির পুরুত্ব কয়েক মিটার। উপর থেকে, সমৃদ্ধ (বর্জ্য শিলা থেকে মুক্ত) লোহা আকরিক, কোক হ্রাস করা (কোকিং সাপেক্ষে কয়লার বিশেষ গ্রেড - বায়ু প্রবেশাধিকার ছাড়াই প্রায় 1000 ° C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত), সেইসাথে গলিত পদার্থ (চুনাপাথর এবং অন্যান্য) যা প্রচার করে। বিভাজন ট্রলি দিয়ে বিস্ফোরণ চুল্লিতে লোড করা হয়। নীচে থেকে, বিস্ফোরণকে ব্লাস্ট ফার্নেস (বিশুদ্ধ অক্সিজেন (ও) বা অক্সিজেন (ও) দিয়ে সমৃদ্ধ বাতাস) খাওয়ানো হয়। ব্লাস্ট ফার্নেসে লোড করা উপকরণগুলো নিচে নামার সাথে সাথে তাদের তাপমাত্রা 1200-1300 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বেড়ে যায়। প্রধানত কোক সি এবং সিও এর অংশগ্রহণে হ্রাস প্রতিক্রিয়ার ফলে:

Fe 2 O 3 + 3C \u003d 2Fe + 3CO;

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

ধাতব লোহা গঠিত হয়, যা কার্বন (C) দিয়ে পরিপূর্ণ হয় এবং নিচে প্রবাহিত হয়।

এই গলে পর্যায়ক্রমে ব্লাস্ট ফার্নেস থেকে একটি বিশেষ গর্তের খাঁচার মাধ্যমে নির্গত হয় এবং গলে বিশেষ আকারে শক্ত হতে দেওয়া হয়। ঢালাই লোহা সাদা, তথাকথিত পিগ আয়রন (এটি ইস্পাত উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়) এবং ধূসর, বা ঢালাই লোহা। সাদা ঢালাই লোহা লোহার মধ্যে কার্বন (C) এর একটি কঠিন দ্রবণ। ধূসর ঢালাই আয়রনের মাইক্রোস্ট্রাকচারে, গ্রাফাইটের মাইক্রোক্রিস্টালগুলিকে আলাদা করা যায়। গ্রাফাইটের উপস্থিতির কারণে, ধূসর ঢালাই লোহা সাদা কাগজে একটি চিহ্ন রেখে যায়।

ঢালাই লোহা ভঙ্গুর, এটি আঘাতে ছিটকে যায়, তাই স্প্রিংস, স্প্রিংস এবং যে কোনও পণ্য যা নমনে কাজ করতে হবে তা থেকে তৈরি করা যাবে না।

সলিড ঢালাই লোহা গলিত ঢালাই লোহার তুলনায় হালকা, যাতে এটি যখন শক্ত হয়, তখন এটি সংকুচিত হয় না (ধাতু এবং সংকর ধাতুর দৃঢ়করণের সাথে স্বাভাবিক), কিন্তু প্রসারিত হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি আপনাকে ঢালাই লোহা থেকে বিভিন্ন ঢালাই তৈরি করতে দেয়, এটি শৈল্পিক ঢালাইয়ের জন্য উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা সহ।

যদি ঢালাই লোহাতে কার্বনের পরিমাণ (C) 1.0-1.5% কমে যায়, তাহলে ইস্পাত গঠিত হয়। ইস্পাত কার্বন হতে পারে (এই ধরনের স্টিলে Fe এবং C ছাড়া অন্য কোনো উপাদান নেই) এবং মিশ্রিত (এই ধরনের স্টিলে ক্রোমিয়াম (Cr), নিকেল (Ni), মলিবডেনাম (Mo), কোবাল্ট (Co) এবং অন্যান্য ধাতুর সংযোজন থাকে যা যান্ত্রিক এবং উন্নত করে। অন্যান্য ইস্পাত বৈশিষ্ট্য)।

অক্সিজেন কনভার্টার, বৈদ্যুতিক চাপ বা খোলা চুলার চুল্লিতে ঢালাই লোহা এবং ধাতব স্ক্র্যাপ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে ইস্পাত তৈরি করা হয়। এই জাতীয় প্রক্রিয়াকরণের সাথে, খাদটিতে কার্বন (সি) সামগ্রী প্রয়োজনীয় স্তরে হ্রাস পায়; যেমন তারা বলে, অতিরিক্ত কার্বন (সি) পুড়িয়ে ফেলা হয়।

ইস্পাতের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলি ঢালাই লোহার বৈশিষ্ট্যগুলির থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক: ইস্পাত স্থিতিস্থাপক, এটি নকল এবং ঘূর্ণিত হতে পারে। যেহেতু ইস্পাত, ঢালাই লোহার বিপরীতে, দৃঢ়ীকরণের সময় সংকুচিত হয়, ফলস্বরূপ ইস্পাত ঢালাই রোলিং মিলগুলিতে সংকোচনের শিকার হয়। ঘূর্ণায়মান হওয়ার পরে, গলে শক্ত হওয়ার সময় উপস্থিত শূন্যতা এবং গহ্বরগুলি ধাতুর আয়তনে অদৃশ্য হয়ে যায়।

রাশিয়ায় ইস্পাত উৎপাদনের একটি দীর্ঘ, গভীর ঐতিহ্য রয়েছে এবং আমাদের ধাতুবিদদের দ্বারা উত্পাদিত ইস্পাত উচ্চ মানের।

লোহা প্রাপ্তির ইতিহাস:লোহা মানবজাতির বস্তুগত ইতিহাসে একটি ব্যতিক্রমী ভূমিকা পালন করেছে এবং চালিয়ে যাচ্ছে। প্রথম ধাতব লোহা যেটি মানুষের হাতে পড়েছিল তা সম্ভবত উল্কাপিন্ডের উৎপত্তি। লোহার আকরিক বিস্তৃত এবং প্রায়শই পৃথিবীর পৃষ্ঠে পাওয়া যায়, তবে পৃষ্ঠে নেটিভ লোহা অত্যন্ত বিরল। সম্ভবত, কয়েক হাজার বছর আগে, একজন ব্যক্তি লক্ষ্য করেছিলেন যে আগুন পোড়ানোর পরে, কিছু ক্ষেত্রে আকরিকের সেই টুকরোগুলি থেকে লোহার গঠন লক্ষ্য করা গেছে যা দুর্ঘটনাক্রমে আগুনে শেষ হয়েছিল। যখন আগুন জ্বলে, আকরিক থেকে লোহার হ্রাস ঘটে সরাসরি কয়লার সাথে এবং দহনের সময় তৈরি কার্বন মনোক্সাইড (II) CO উভয়ের সাথে আকরিকের প্রতিক্রিয়ার কারণে। আকরিক থেকে লোহা প্রাপ্তির সম্ভাবনা এই আবিষ্কারের দ্বারা ব্যাপকভাবে সহজ হয়েছিল যে আকরিককে কয়লা দিয়ে উত্তপ্ত করা হলে, একটি ধাতু প্রদর্শিত হয়, যা পরে জাল করার সময় আরও শুদ্ধ করা যায়। খ্রিস্টপূর্ব দ্বিতীয় সহস্রাব্দে পশ্চিম এশিয়ায় পনির-ফুঁকানোর প্রক্রিয়া ব্যবহার করে আকরিক থেকে লোহা আহরণ করা হয়েছিল। খ্রিস্টপূর্ব 9ম থেকে 7ম শতাব্দীর সময়কাল, যখন ইউরোপ এবং এশিয়ার অনেক উপজাতির মধ্যে লোহা ধাতুবিদ্যার বিকাশ ঘটেছিল, তখন তাকে লৌহ যুগ বলা হয়, যা ব্রোঞ্জ যুগকে প্রতিস্থাপন করেছিল। ফুঁ দেওয়ার পদ্ধতির উন্নতি (প্রাকৃতিক ড্রাফ্ট বেলো দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল) এবং ফোরজির উচ্চতা বৃদ্ধি (নিম্ন-শ্যাফ্ট ফার্নেসগুলি উপস্থিত হয়েছিল) ঢালাই লোহার উত্পাদনের দিকে পরিচালিত করেছিল, যা 14 শতক থেকে পশ্চিম ইউরোপে ব্যাপকভাবে গলিত হতে শুরু করে। ফলস্বরূপ ঢালাই লোহা ইস্পাতে রূপান্তরিত হয়েছিল। 18 শতকের মাঝামাঝি থেকে, কাঠকয়লার পরিবর্তে ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়ায় কয়লা কোক ব্যবহার করা শুরু হয়। পরবর্তীকালে, আকরিক থেকে লোহা পাওয়ার পদ্ধতিগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছিল এবং বর্তমানে এই উদ্দেশ্যে বিশেষ ডিভাইসগুলি ব্যবহার করা হয়: ব্লাস্ট ফার্নেস, অক্সিজেন কনভার্টার এবং বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেস।

প্রকৃতিতে সন্ধান করা:লোহা পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে বেশ বিস্তৃত; এটি পৃথিবীর ভূত্বকের ভরের প্রায় 4.1% (সমস্ত উপাদানের মধ্যে চতুর্থ স্থান, ধাতুগুলির মধ্যে 2য়)। লোহা ধারণকারী আকরিক এবং খনিজ একটি বড় সংখ্যা পরিচিত হয়. সর্বাধিক ব্যবহারিক গুরুত্ব হল লাল লোহার আকরিক (হেমাটাইট আকরিক, Fe 2 O 3; 70% Fe পর্যন্ত থাকে), চৌম্বক লৌহ আকরিক (ম্যাগনেটাইট আকরিক, Fe 3 O 4; 72.4% Fe রয়েছে), বাদামী লোহার আকরিক (হাইড্রোগোয়েথাইট আকরিক НFeO) 2 · n H 2 O), পাশাপাশি স্পার লৌহ আকরিক (siderite আকরিক, লোহা কার্বনেট, FeCO 3; প্রায় 48% Fe রয়েছে)। পাইরাইট FeS2-এর বৃহৎ আমানতও প্রকৃতিতে পাওয়া যায় (অন্যান্য নাম হল সালফার পাইরাইট, আয়রন পাইরাইট, আয়রন ডিসালফাইড এবং অন্যান্য), কিন্তু উচ্চ সালফার কন্টেন্ট সহ আকরিক এখনও ব্যবহারিক গুরুত্ব পায়নি। লোহা আকরিক মজুদের দিক থেকে রাশিয়া বিশ্বের প্রথম স্থানে রয়েছে। সমুদ্রের জলে 1·10 5 1·10 8% আয়রন থাকে।

লোহা, এর সংকর ধাতু এবং যৌগের প্রয়োগ:খাঁটি লোহার বরং সীমিত ব্যবহার রয়েছে। এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেট কোর তৈরিতে, রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির জন্য অনুঘটক হিসাবে এবং অন্যান্য কিছু উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু লোহার মিশ্রণ - ঢালাই লোহা এবং ইস্পাত - আধুনিক প্রযুক্তির ভিত্তি তৈরি করে। অনেক লোহার যৌগও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এইভাবে, আয়রন (III) সালফেট জল চিকিত্সায় ব্যবহৃত হয়, আয়রন অক্সাইড এবং সায়ানাইড রঞ্জক তৈরিতে রঙ্গক হিসাবে কাজ করে এবং আরও অনেক কিছু।

জৈবিক ভূমিকা:লোহা সমস্ত উদ্ভিদ এবং প্রাণীর দেহে একটি ট্রেস উপাদান হিসাবে উপস্থিত থাকে, অর্থাৎ খুব কম পরিমাণে (গড়ে প্রায় 0.02%)। যাইহোক, আয়রন ব্যাকটেরিয়া, যারা কেমোসিন্থেসিসের জন্য আয়রন (II) লোহাতে (III) জারণ শক্তি ব্যবহার করে, তাদের কোষে 17-20% পর্যন্ত আয়রন জমা করতে পারে। লোহার প্রধান জৈবিক কাজ হল অক্সিজেন (O) পরিবহন এবং অক্সিডেটিভ প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ। আয়রন জটিল প্রোটিনের অংশ হিসাবে এই ফাংশনটি সম্পাদন করে - হিমোপ্রোটিন, যার কৃত্রিম গোষ্ঠী হল আয়রন পোরফাইরিন কমপ্লেক্স - হিম। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হিমোপ্রোটিনগুলির মধ্যে রয়েছে শ্বাসযন্ত্রের রঙ্গক হিমোগ্লোবিন এবং মায়োগ্লোবিন, সেলুলার শ্বসন, অক্সিডেশন এবং সালোকসংশ্লেষণের প্রতিক্রিয়াতে সর্বজনীন ইলেকট্রন বাহক, সাইটোক্রোম, ক্যাটালোস এবং পারক্সাইড এনজাইম এবং অন্যান্য। কিছু অমেরুদণ্ডী প্রাণীর মধ্যে, আয়রনযুক্ত শ্বাসযন্ত্রের রঙ্গক হেলোরিথ্রিন এবং ক্লোরোক্রুরিনের গঠন হিমোগ্লোবিন থেকে আলাদা। হিমোপ্রোটিনের জৈবসংশ্লেষণের সময়, লোহা তাদের কাছে প্রোটিন ফেরিটিন থেকে স্থানান্তরিত হয়, যা লোহা সঞ্চয় করে এবং পরিবহন করে। এই প্রোটিন, যার একটি অণুতে প্রায় 4,500 লোহার পরমাণু রয়েছে, এটি স্তন্যপায়ী প্রাণী এবং মানুষের যকৃত, প্লীহা, অস্থি মজ্জা এবং অন্ত্রের মিউকোসায় ঘনীভূত। একজন ব্যক্তির প্রতিদিনের আয়রনের প্রয়োজন (6-20 মিলিগ্রাম) প্রচুর পরিমাণে খাদ্য দ্বারা আচ্ছাদিত হয় (মাংস, লিভার, ডিম, রুটি, পালং শাক, বীট এবং অন্যান্য আয়রন সমৃদ্ধ)। একজন মানুষের শরীরে (শরীরের ওজন 70 কেজি) 4.2 গ্রাম আয়রন থাকে, 1 লিটার রক্তে প্রায় 450 মিলিগ্রাম থাকে। যখন শরীরে আয়রনের অভাব থাকে, তখন গ্রন্থিজনিত রক্তাল্পতা তৈরি হয়, যা আয়রনযুক্ত ওষুধ দিয়ে চিকিত্সা করা হয়। লোহার প্রস্তুতিগুলি সাধারণ টনিক হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। আয়রনের অতিরিক্ত ডোজ (200 মিলিগ্রাম বা তার বেশি) বিষাক্ত হতে পারে। লৌহ উদ্ভিদের স্বাভাবিক বিকাশের জন্যও প্রয়োজনীয়, এই কারণেই লোহার প্রস্তুতির উপর ভিত্তি করে মাইক্রোসার রয়েছে।

লোহা হল পারমাণবিক সংখ্যা 26 সহ D.I. মেন্ডেলিভের রাসায়নিক উপাদানগুলির পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতির চতুর্থ পিরিয়ডের অষ্টম গ্রুপের পার্শ্ব উপগোষ্ঠীর একটি উপাদান। এটি Fe (lat. Ferrum) চিহ্ন দ্বারা মনোনীত হয়। পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ ধাতুগুলির মধ্যে একটি (অ্যালুমিনিয়ামের পরে দ্বিতীয় স্থান)। মাঝারি কার্যকলাপ ধাতু, এজেন্ট হ্রাস.

প্রধান অক্সিডেশন অবস্থা - +2, +3

সাধারণ পদার্থ লোহা হল একটি নমনীয় রূপালী-সাদা ধাতু যার উচ্চ রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া রয়েছে: লোহা উচ্চ তাপমাত্রায় বা বাতাসে উচ্চ আর্দ্রতায় দ্রুত ক্ষয় হয়ে যায়। লোহা বিশুদ্ধ অক্সিজেনে জ্বলে, এবং একটি সূক্ষ্মভাবে বিচ্ছুরিত অবস্থায় এটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে বাতাসে জ্বলে।

একটি সাধারণ পদার্থের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য - লোহা:

অক্সিজেনে মরিচা ও পোড়া

1) বাতাসে, লোহা সহজেই আর্দ্রতার উপস্থিতিতে অক্সিডাইজ হয় (মরিচা পড়ে):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O → 4Fe(OH) 3

গরম লোহার তার অক্সিজেনে পুড়ে যায়, স্কেল তৈরি করে - আয়রন অক্সাইড (II, III):

3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4

3Fe+2O 2 →(Fe II Fe 2 III)O 4 (160 °C)

2) উচ্চ তাপমাত্রায় (700-900°C), লোহা জলীয় বাষ্পের সাথে বিক্রিয়া করে:

3Fe + 4H 2 O – t° → Fe 3 O 4 + 4H 2

3) লোহা উত্তপ্ত হলে অধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে:

2Fe+3Cl 2 →2FeCl 3 (200 °C)

Fe + S – t° → FeS (600 °C)

Fe+2S → Fe +2 (S 2 -1) (700°C)

4) ভোল্টেজ সিরিজে, এটি হাইড্রোজেনের বাম দিকে, পাতলা অ্যাসিড HCl এবং H 2 SO 4 এর সাথে বিক্রিয়া করে এবং লোহা(II) লবণ তৈরি হয় এবং হাইড্রোজেন নির্গত হয়:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 (প্রতিক্রিয়াগুলি বায়ু অ্যাক্সেস ছাড়াই সঞ্চালিত হয়, অন্যথায় Fe +2 ধীরে ধীরে অক্সিজেন দ্বারা Fe +3 তে রূপান্তরিত হয়)

Fe + H 2 SO 4 (মিশ্রিত) → FeSO 4 + H 2

ঘনীভূত অক্সিডাইজিং অ্যাসিডে, লোহা শুধুমাত্র উত্তপ্ত হলেই দ্রবীভূত হয়; এটি অবিলম্বে Fe 3+ ক্যাটেশনে রূপান্তরিত হয়:

2Fe + 6H 2 SO 4 (conc.) – t° → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (conc.) – t° → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

(ঠান্ডায়, ঘনীভূত নাইট্রিক এবং সালফিউরিক অ্যাসিড নিষ্ক্রিয় করা

কপার সালফেটের নীলাভ দ্রবণে নিমজ্জিত একটি লোহার পেরেক ধীরে ধীরে লাল ধাতব তামার আবরণে লেপা হয়ে যায়।

5) লোহা তার ডানদিকে অবস্থিত ধাতুগুলিকে তাদের লবণের দ্রবণ থেকে স্থানচ্যুত করে।

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

লোহার অ্যামফোটেরিক বৈশিষ্ট্যগুলি ফুটন্ত সময় শুধুমাত্র ঘনীভূত ক্ষারগুলিতে উপস্থিত হয়:

Fe + 2NaOH (50%) + 2H 2 O = Na 2 ↓+ H 2

এবং সোডিয়াম টেট্রাহাইড্রোক্সোফেরেট (II) এর একটি অবক্ষেপ গঠিত হয়।

প্রযুক্তিগত হার্ডওয়্যার- লোহা এবং কার্বনের সংকর: ঢালাই লোহা 2.06-6.67% C ধারণ করে, ইস্পাত 0.02-2.06% সি, অন্যান্য প্রাকৃতিক অমেধ্য (S, P, Si) এবং কৃত্রিমভাবে প্রবর্তিত বিশেষ সংযোজন (Mn, Ni, Cr) প্রায়শই উপস্থিত থাকে, যা লোহার মিশ্রণকে প্রযুক্তিগতভাবে দরকারী বৈশিষ্ট্য দেয় - কঠোরতা, তাপ এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, নমনীয়তা ইত্যাদি . .

ব্লাস্ট ফার্নেস আয়রন উৎপাদন প্রক্রিয়া

ঢালাই লোহা উৎপাদনের জন্য ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়া নিম্নলিখিত ধাপগুলি নিয়ে গঠিত:

ক) সালফাইড এবং কার্বনেট আকরিকের প্রস্তুতি (ভাজা) - অক্সাইড আকরিকের রূপান্তর:

FeS 2 →Fe 2 O 3 (O 2,800°C, -SO 2) FeCO 3 →Fe 2 O 3 (O 2,500-600°C, -CO 2)

খ) গরম বিস্ফোরণের সাথে কোকের দহন:

C (কোক) + O 2 (বায়ু) → CO 2 (600-700 ° C) CO 2 + C (কোক) ⇌ 2 CO (700-1000 ° C)

গ) কার্বন মনোক্সাইড CO ক্রমিকভাবে অক্সাইড আকরিকের হ্রাস:

Fe2O3 →(CO)(Fe II Fe 2 III) O 4 →(CO) FeO →(CO)ফে

d) লোহার কার্বারাইজেশন (6.67% C পর্যন্ত) এবং ঢালাই লোহা গলে যাওয়া:

ফে (টি ) →(গ(কোক)900-1200°সে) Fe (তরল) (ঢালাই লোহা, গলনাঙ্ক 1145°C)

ঢালাই আয়রনে সবসময় সিমেন্টাইট Fe 2 C এবং গ্রাফাইট দানা আকারে থাকে।

ইস্পাত উৎপাদন

ঢালাই লোহাকে ইস্পাতে রূপান্তর করা হয় বিশেষ চুল্লিতে (কনভার্টার, ওপেন-হর্থ, বৈদ্যুতিক), যা গরম করার পদ্ধতিতে ভিন্ন; প্রক্রিয়া তাপমাত্রা 1700-2000 ° সে. অক্সিজেন সমৃদ্ধ বাতাস প্রবাহিত করার ফলে অতিরিক্ত কার্বন, সেইসাথে সালফার, ফসফরাস এবং সিলিকন ঢালাই আয়রন থেকে অক্সাইডের আকারে পুড়ে যায়। এই ক্ষেত্রে, অক্সাইডগুলি হয় নিষ্কাশন গ্যাস (CO 2, SO 2) আকারে বন্দী হয়, অথবা একটি সহজে পৃথক করা স্ল্যাগে আবদ্ধ হয় - Ca 3 (PO 4) 2 এবং CaSiO 3 এর মিশ্রণ৷ বিশেষ ইস্পাত তৈরি করতে, চুল্লিতে অন্যান্য ধাতুর অ্যালোয়িং অ্যাডিটিভগুলি চালু করা হয়।

প্রাপ্তিশিল্পে খাঁটি লোহা - লোহার লবণের দ্রবণের তড়িৎ বিশ্লেষণ, উদাহরণস্বরূপ:

FeСl 2 → Fe↓ + Сl 2 (90°С) (ইলেক্ট্রোলাইসিস)

(হাইড্রোজেনের সাথে আয়রন অক্সাইড হ্রাস সহ অন্যান্য বিশেষ পদ্ধতি রয়েছে)।

বিশুদ্ধ লোহা বিশেষ সংকর ধাতু তৈরিতে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেট এবং ট্রান্সফরমারের কোর তৈরিতে, ঢালাই লোহা - ঢালাই এবং ইস্পাত, ইস্পাত - পরিধান-, তাপ- এবং জারা-প্রতিরোধী সহ কাঠামোগত এবং সরঞ্জাম উপকরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। বেশী

আয়রন (II) অক্সাইড চ ইও . মৌলিক বৈশিষ্ট্যের উচ্চ প্রাধান্য সহ একটি অ্যামফোটেরিক অক্সাইড। কালো, একটি আয়নিক গঠন আছে Fe 2+ O 2-। উত্তপ্ত হলে এটি প্রথমে পচে যায় এবং তারপর আবার গঠন করে। লোহা বাতাসে পুড়ে গেলে এটি তৈরি হয় না। পানির সাথে বিক্রিয়া করে না। অ্যাসিডের সাথে পচে যায়, ক্ষার দিয়ে ফিউজ হয়। ধীরে ধীরে আর্দ্র বাতাসে জারিত হয়। হাইড্রোজেন এবং কোক দ্বারা হ্রাস. লোহা গলানোর ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। এটি সিরামিক এবং খনিজ রঙের একটি উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয়। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির সমীকরণ:

4FeO ⇌(Fe II Fe 2 III) + Fe (560-700 °C, 900-1000 °C)

FeO + 2HC1 (পাতলা) = FeC1 2 + H 2 O

FeO + 4HNO 3 (conc.) = Fe(NO 3) 3 +NO 2 + 2H 2 O

FeO + 4NaOH = 2H 2 O + এনএকটি 4চeও3 (লাল.) ট্রাইঅক্সফেরেট (II)(400-500 °সে)

FeO + H 2 =H 2 O + Fe (অতিরিক্ত বিশুদ্ধ) (350°C)

FeO + C (কোক) = Fe + CO (1000 °C এর উপরে)

FeO + CO = Fe + CO 2 (900°C)

4FeO + 2H 2 O (আদ্রতা) + O 2 (বায়ু) → 4FeO(OH) (t)

6FeO + O 2 = 2(Fe II Fe 2 III) O 4 (300-500°C)

প্রাপ্তিভি পরীক্ষাগার: বায়ু প্রবেশাধিকার ছাড়া লোহা (II) যৌগের তাপীয় পচন:

Fe(OH) 2 = FeO + H 2 O (150-200 °C)

FeCO3 = FeO + CO 2 (490-550 °C)

Diiron(III) অক্সাইড - আয়রন( ২ ) ( Fe II Fe 2 III)O 4 . ডাবল অক্সাইড। কালো, আয়নিক গঠন রয়েছে Fe 2+ (Fe 3+) 2 (O 2-) 4। উচ্চ তাপমাত্রা পর্যন্ত তাপগতভাবে স্থিতিশীল। পানির সাথে বিক্রিয়া করে না। অ্যাসিডের সাথে পচে যায়। হাইড্রোজেন, গরম লোহা দ্বারা হ্রাস. ঢালাই লোহা উৎপাদনের ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে। খনিজ রঙের একটি উপাদান হিসাবে ব্যবহৃত হয় ( লাল সীসা), সিরামিক, রঙিন সিমেন্ট। ইস্পাত পণ্যের পৃষ্ঠের বিশেষ জারণ পণ্য ( কালো করা, নীল করা) রচনাটি লোহার উপর বাদামী মরিচা এবং গাঢ় স্কেলের সাথে মিলে যায়। স্থূল সূত্র Fe 3 O 4 ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয় না। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির সমীকরণ:

2(Fe II Fe 2 III)O 4 = 6FeO + O 2 (1538 °C এর উপরে)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + 8НС1 (dil.) = FeС1 2 + 2FeС1 3 + 4Н 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 +10HNO 3 (conc.) = 3Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

(Fe II Fe 2 III) O 4 + O 2 (বায়ু) = 6 Fe 2 O 3 (450-600 ° C)

(Fe II Fe 2 III)O 4 + 4H 2 = 4H 2 O + 3Fe (অতিরিক্ত বিশুদ্ধ, 1000 °C)

(Fe II Fe 2 III) O 4 + CO = 3 FeO + CO 2 (500-800°C)

(Fe II Fe 2 III)O4 + Fe ⇌4FeO (900-1000 °C, 560-700 °C)

প্রাপ্তি:বাতাসে লোহার দহন (দেখুন)।

ম্যাগনেটাইট

আয়রন(III) অক্সাইড চ e 2 হে 3 . মৌলিক বৈশিষ্ট্যের প্রাধান্য সহ অ্যামফোটেরিক অক্সাইড। লাল-বাদামী, একটি আয়নিক গঠন আছে (Fe 3+) 2 (O 2-) 3. উচ্চ তাপমাত্রা পর্যন্ত তাপগতভাবে স্থিতিশীল। লোহা বাতাসে পুড়ে গেলে এটি তৈরি হয় না। জলের সাথে বিক্রিয়া করে না, বাদামী নিরাকার হাইড্রেট Fe 2 O 3 nH 2 O দ্রবণ থেকে ক্ষরণ করে। অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির সাথে ধীরে ধীরে বিক্রিয়া করে। কার্বন মনোক্সাইড, গলিত লোহা দ্বারা হ্রাস। অন্যান্য ধাতুর অক্সাইডের সাথে ফিউজ এবং ডবল অক্সাইড গঠন করে - স্পিনেল(প্রযুক্তিগত পণ্যগুলিকে ফেরাইট বলা হয়)। এটি ব্লাস্ট ফার্নেস প্রক্রিয়ায় ঢালাই লোহা গলানোর কাঁচামাল হিসেবে, অ্যামোনিয়া উৎপাদনে একটি অনুঘটক, সিরামিকের একটি উপাদান, রঙিন সিমেন্ট এবং খনিজ পেইন্ট, ইস্পাত কাঠামোর থার্মাইট ঢালাইয়ে, শব্দের বাহক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এবং ইস্পাত এবং কাচের জন্য একটি পলিশিং এজেন্ট হিসাবে চৌম্বকীয় টেপে চিত্র।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির সমীকরণ:

6Fe 2 O 3 = 4(Fe II Fe 2 III)O 4 +O 2 (1200-1300 °C)

Fe 2 O 3 + 6НС1 (dil.) →2FeС1 3 + ЗН 2 O (t) (600°С,р)

Fe 2 O 3 + 2NaOH (conc.) →H 2 O+ 2 এনকচeও 2 (লাল)ডাইঅক্সফেরেট (III)

Fe 2 O 3 + MO=(M II Fe 2 II I)O 4 (M=Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)

Fe 2 O 3 + ZN 2 = ZN 2 O+ 2Fe (অতিরিক্ত বিশুদ্ধ, 1050-1100 °C)

Fe 2 O 3 + Fe = 3FeO (900 °C)

3Fe 2 O 3 + CO = 2 (Fe II Fe 2 III) O 4 + CO 2 (400-600 °C)

প্রাপ্তিপরীক্ষাগারে - বাতাসে আয়রন (III) লবণের তাপীয় পচন:

Fe 2 (SO 4) 3 = Fe 2 O 3 + 3SO 3 (500-700 °C)

4(Fe(NO 3) 3 9 H 2 O) = 2Fe a O 3 + 12NO 2 + 3O 2 + 36H 2 O (600-700 °C)

প্রকৃতিতে - আয়রন অক্সাইড আকরিক হেমাটাইটফে 2 হে 3 এবং লিমোনাইট Fe 2 O 3 nH 2 O

আয়রন (II) হাইড্রক্সাইড চ e(OH) 2। মৌলিক বৈশিষ্ট্যের প্রাধান্য সহ অ্যামফোটেরিক হাইড্রক্সাইড। সাদা (কখনও কখনও সবুজাভ আভা সহ), Fe-OH বন্ডগুলি প্রধানত সমযোজী। তাপগতভাবে অস্থির। বাতাসে সহজেই অক্সিডাইজ হয়, বিশেষ করে যখন ভেজা (গাঢ়)। পানিতে অদ্রবণীয়। পাতলা অ্যাসিড, ঘনীভূত ক্ষারগুলির সাথে বিক্রিয়া করে। সাধারণ হ্রাসকারী। লোহার মরিচা মধ্যে একটি মধ্যবর্তী পণ্য. এটি লোহা-নিকেল ব্যাটারির সক্রিয় ভর তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির সমীকরণ:

Fe (OH) 2 \u003d FeO + H 2 O (150-200 ° C, atm.N 2 এ)

Fe (OH) 2 + 2HC1 (razb.) \u003d FeC1 2 + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + 2NaOH (> 50%) \u003d Na 2 ↓ (নীল-সবুজ) (ফুটন্ত)

4Fe(OH) 2 (সাসপেনশন) + O 2 (এয়ার) → 4FeO(OH)↓ + 2H 2 O (t)

2Fe (OH) 2 (সাসপেনশন) + H 2 O 2 (razb.) \u003d 2FeO (OH) ↓ + 2H 2 O

Fe (OH) 2 + KNO 3 (conc.) \u003d FeO (OH) ↓ + NO + KOH (60 ° С)

প্রাপ্তি: একটি জড় বায়ুমণ্ডলে ক্ষার বা অ্যামোনিয়া হাইড্রেটের দ্রবণ থেকে বৃষ্টিপাত:

Fe 2+ + 2OH (dil.) = চe(OH) 2 ↓

Fe 2+ + 2(NH 3 H 2 O) = চe(OH) 2 ↓+ 2NH 4

আয়রন মেটাহাইড্রক্সাইড চ eO(OH)। মৌলিক বৈশিষ্ট্যের প্রাধান্য সহ অ্যামফোটেরিক হাইড্রক্সাইড। হালকা বাদামী, Fe-O এবং Fe-OH বন্ধনগুলি প্রধানত সমযোজী। উত্তপ্ত হলে, এটি গলে না গিয়ে পচে যায়। পানিতে অদ্রবণীয়। একটি বাদামী নিরাকার পলিহাইড্রেট Fe 2 O 3 nH 2 O আকারে দ্রবণ থেকে ক্ষরণ হয়, যা একটি পাতলা ক্ষারীয় দ্রবণের নীচে রাখা হলে বা শুকিয়ে গেলে, FeO(OH) এ পরিণত হয়। অ্যাসিড এবং কঠিন ক্ষার সঙ্গে বিক্রিয়া. দুর্বল অক্সিডাইজিং এবং হ্রাসকারী এজেন্ট। Fe(OH) 2 দিয়ে সিন্টার করা। লোহার মরিচা মধ্যে একটি মধ্যবর্তী পণ্য. এটি হলুদ খনিজ রঙ এবং এনামেলের ভিত্তি হিসাবে, বর্জ্য গ্যাসের শোষণকারী এবং জৈব সংশ্লেষণে একটি অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

কম্পোজিশন Fe(OH) 3 এর যৌগ অজানা (প্রাপ্ত নয়)।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিক্রিয়াগুলির সমীকরণ:

ফে 2 হে 3। nH 2 O→( 200-250 °C, —এইচ 2 ও) FeO(OH)→( বাতাসে 560-700° C, -H2O)→Fe 2 O 3

FeO(OH) + ZNS1 (dil.) = FeC1 3 + 2H 2 O

FeO(OH)→ ফে 2 ও 3 . nH 2 ও- কলয়েড(NaOH (conc.))

FeO(OH)→ এনএকটি 3 [চe(OH) 6 ]সাদা, Na 5 এবং K 4 যথাক্রমে; উভয় ক্ষেত্রেই, একই রচনা এবং কাঠামোর একটি নীল পণ্য, KFe III, অবক্ষয় করে। পরীক্ষাগারে এই অবক্ষেপকে বলা হয় প্রুশিয়ান নীল, বা টার্নবুল নীল:

Fe 2+ + K + + 3- = KFe III ↓

Fe 3+ + K + + 4- = KFe III ↓

প্রারম্ভিক বিকারক এবং প্রতিক্রিয়া পণ্যগুলির রাসায়নিক নাম:

K 3 Fe III - পটাসিয়াম হেক্সাসিয়ানোফেরেট (III)

K 4 Fe III - পটাসিয়াম হেক্সাসিয়ানোফেরেট (II)

КFe III - আয়রন (III) পটাসিয়াম হেক্সাসিয়ানোফেরেট (II)

এছাড়াও, Fe 3+ আয়নগুলির জন্য একটি ভাল বিকারক হল থায়োসায়ানেট আয়ন NСS -, আয়রন (III) এর সাথে একত্রিত হয় এবং একটি উজ্জ্বল লাল ("রক্তাক্ত") রঙ প্রদর্শিত হয়:

Fe 3+ + 6NCS - = 3-

এই বিকারক (উদাহরণস্বরূপ, কেএনসিএস লবণের আকারে) এমনকি কলের পানিতে লোহার (III) চিহ্ন সনাক্ত করতে পারে যদি এটি ভিতরের দিকে মরিচা দিয়ে লেপা লোহার পাইপের মধ্য দিয়ে যায়।