Kimyəvi simvolu Fe ilə tanınan dəmir , yer üzündə ən bol və faydalı elementlərdən biridir. Elektrik və istilik keçirmə qabiliyyəti, metal parıltısı, elastikliyi və çevikliyi ilə xarakterizə olunan dövri cədvəldə metallar qrupuna aiddir. Dəmir özünəməxsus xüsusiyyətləri ilə seçilir və onu bəşər sivilizasiyasının inkişafında təməl daşı edir.
Dəmir Yer qabığında dördüncü ən çox yayılmış elementdir və ilk növbədə hematit ( \(Fe_2O_3\) ) və maqnetit ( \(Fe_3O_4\) ) kimi dəmir filizləri şəklində tapılır. Bu filizlər polad istehsalı üçün əsas dəmir mənbəyidir, əsasən dəmirdən və az miqdarda karbondan ibarət bir ərintidir. Dəmirin dövri cədvəldəki mövqeyi 8-ci qrupdadır və onun atom nömrəsi 26-dır. Bu o deməkdir ki, onun nüvəsində 26 proton var və ən sabit formada nüvə ətrafında fırlanan 26 elektron da var.
Dəmir, onu inanılmaz dərəcədə faydalı edən bir sıra fiziki xüsusiyyətlərə malikdir. Təxminən 1538 ° C yüksək ərimə nöqtəsinə və təxminən 2862 ° C qaynama nöqtəsinə malikdir. Təmiz dəmir nisbətən yumşaqdır, lakin karbon kimi digər elementlərlə ərindikdə, polad hazırlamaqda əhəmiyyətli dərəcədə sərtləşir və möhkəmlənir. Kimyəvi cəhətdən dəmir yüksək reaktivdir; nəmli havada oksigenlə asanlıqla birləşərək dəmir oksidi və ya pas əmələ gətirir ki, bu da zaman keçdikcə dəmir əşyalarını parçalayan qırmızı-qəhvəyi birləşmədir.
Dəmirin oksigenlə reaksiyası aşağıdakı tənliklə göstərilə bilər:
\( 4Fe + 3O_2 -> 2Fe_2O_3 \)Bu reaksiya dəmirin elektronları oksigenə necə itirdiyini nümayiş etdirir, oksidləşmə-reduksiya prosesinin nümunəsidir.
Dəmir və onun ərintiləri, xüsusən də polad gündəlik həyatda və sənaye şəraitində çoxsaylı tətbiqlərə malikdir. Binalar, körpülər, gəmilər və avtomobillər gücü, davamlılığı və elastikliyinə görə tez-tez poladdan tikilir. Bundan əlavə, dəmir birləşmələri boyalar üçün piqmentlərin istehsalında və kimyəvi reaksiyalar üçün müxtəlif katalizatorlarda istifadə olunur.
Dəmir biologiyada mühüm rol oynayır; oksigeni ağciyərlərdən bədənin qalan hissəsinə daşımaqdan məsul olan qırmızı qan hüceyrələrində olan hemoglobinin əsas komponentidir. Bu funksiyanın kimyəvi əsası dəmir ionlarının 2+ və 3+ oksidləşmə vəziyyəti arasında dəyişmək qabiliyyətidir ki, bu da onlara oksigen molekullarını bağlamağa və buraxmağa imkan verir. Pəhrizdə dəmirin əhəmiyyəti onun hemoglobindəki rolu ilə bağlıdır, çünki dəmir çatışmazlığı anemiyaya, yorğunluq və qanın oksigen daşıma qabiliyyətinin azalması ilə xarakterizə olunan vəziyyətə səbəb ola bilər.
Dəmirin filizlərindən çıxarılması, adətən yüksək soba üsulu ilə əldə edilən əhəmiyyətli bir sənaye prosesidir. Bu, yüksək temperaturda dəmir oksidlərinin karbonla (koks şəklində) azaldılmasını nəzərdə tutur. Sadələşdirilmiş reaksiya aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:
\( Fe_2O_3 + 3C -> 2Fe + 3CO_2 \)Bu proses təkcə metal dəmir əldə etmir, həm də azaldıcı maddə kimi koks şəklində karbonun əhəmiyyətini vurğulayır. Domna sobasının dibində toplanan ərinmiş dəmir daha sonra müxtəlif dərəcəli və tərkibli polad istehsal etmək üçün emal edilir.
Dəmir həm də maqnit xüsusiyyətləri ilə tanınır. Bu, maqnitləşdirilə bilən bir neçə elementdən biridir və onu maqnit və elektrik cihazlarının yaradılmasında vacib material halına gətirir. Dəmir maqnit sahəsinə məruz qaldıqda maqnitləşə bilər və bu maqnitçilik ərintinin tərkibinə və maqnit sahəsinin intensivliyinə əsasən müvəqqəti və ya daimi ola bilər. Bu xüsusiyyət transformatorların, elektrik mühərriklərinin və müxtəlif növ generatorların işində vacibdir.
Dəmirin çoxsaylı tətbiqləri və faydaları olsa da, onun çıxarılması və istifadəsi ətraf mühitə təsir göstərir. Dəmir filizi üçün mədən fəaliyyətləri mədən prosesində istifadə olunan kimyəvi maddələrin axması səbəbindən yaşayış mühitinin məhvinə və su mənbələrinin çirklənməsinə səbəb ola bilər. Bundan əlavə, dəmir və polad istehsalı enerji tutumludur və iqlim dəyişikliyinə təsir edən istixana qazı olan karbon dioksid emissiyalarına əhəmiyyətli dərəcədə töhfə verir. Bununla belə, filizdən yeni metal hasil etməkdən daha az enerji tələb edən dəmir və polad qırıntılarının təkrar emalı da daxil olmaqla, daha dayanıqlı istehsal üsullarının inkişafı üçün səylər göstərilir.
Dəmirin kimyəvi reaktivliyini anlamaq üçün illüstrativ təcrübə pasın əmələ gəlməsini müşahidə etməyi nəzərdə tutur. Bu təcrübə təmiz dəmir mismar, su, duz və şəffaf plastik qab tələb edir. Proses aşağıdakı kimidir:
1. Dəmir mismarı plastik qaba qoyun. 2. Dırnağı tamamilə suya batırmaq üçün kifayət qədər su əlavə edin, sonra reaksiyanı sürətləndirmək üçün bir neçə çay qaşığı duz əlavə edin. 3. Dırnağı bir neçə gün ərzində müşahidə edin.Duzlu su oksidləşmə prosesini asanlaşdırır, dırnaqda pas əmələ gəlməsini sürətləndirir. Bu təcrübə suyun mövcudluğunda dəmir və oksigen arasında dəmir oksidinin və ya pasın əmələ gəlməsinə səbəb olan kimyəvi qarşılıqlı əlaqəni nümayiş etdirir.
Dəmirin əlamətdar xüsusiyyətləri, o cümlədən ərintilər əmələ gətirmə qabiliyyəti, maqnit təbiəti və bioloji əhəmiyyəti onun Yerdəki ən vacib elementlərdən biri olduğunu göstərir. Tikinti və istehsalatda istifadəsindən tutmuş bioloji sistemlərdəki kritik roluna qədər dəmir insan həyatının və təbii dünyanın bir çox aspektlərinin ayrılmaz hissəsi olmağa davam edir. Dəmirin xassələrini, çıxarma üsullarını və tətbiqlərini başa düşmək, onun ətraf mühitə təsirləri ilə yanaşı, bu elementin dünyamızı necə formalaşdırdığına dair fikir verir.
