फलाम , यसको रासायनिक प्रतीक Fe द्वारा चिनिन्छ, पृथ्वीमा सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा र उपयोगी तत्वहरू मध्ये एक हो। यो आवधिक तालिकामा धातुहरूको समूहसँग सम्बन्धित छ, यसको बिजुली र तातो सञ्चालन गर्ने क्षमता, यसको धातुको चमक, र यसको लचकता र लचीलापन। फलाम यसको अद्वितीय गुणहरूको कारण बाहिर खडा छ, यसले मानव सभ्यताको विकासमा आधारशिला बनाउँछ।
फलाम पृथ्वीको क्रस्टमा चौथो सबैभन्दा सामान्य तत्व हो र मुख्यतया फलाम अयस्कको रूपमा पाइन्छ, जस्तै हेमाटाइट ( \(Fe_2O_3\) ) र म्याग्नेटाइट ( \(Fe_3O_4\) )। यी अयस्कहरू इस्पात निर्माणका लागि फलामको मुख्य स्रोत हुन्, जसमा धेरै जसो फलाम र थोरै मात्रामा कार्बन हुन्छ। आवधिक तालिकामा फलामको स्थिति समूह 8 मा छ, र यसको आणविक संख्या 26 छ। यसको मतलब यसको केन्द्रकमा 26 प्रोटोनहरू छन् र, यसको सबैभन्दा स्थिर रूपमा, न्यूक्लियसलाई परिक्रमा गर्ने 26 इलेक्ट्रोनहरू पनि छन्।
फलाममा धेरै भौतिक गुणहरू छन् जसले यसलाई अविश्वसनीय रूपमा उपयोगी बनाउँदछ। यसको लगभग 1538 डिग्री सेल्सियसको उच्च पग्लने बिन्दु र लगभग 2862 डिग्री सेल्सियसको उम्लने बिन्दु छ। शुद्ध फलाम अपेक्षाकृत नरम हुन्छ, तर कार्बन, इस्पात बनाउने जस्ता अन्य तत्वहरूसँग मिश्रित हुँदा यो उल्लेखनीय रूपमा कडा र बलियो हुन्छ। रासायनिक रूपमा, फलाम अत्यधिक प्रतिक्रियाशील छ; यसले ओसिलो हावामा सजिलैसँग अक्सिजनसँग मिल्छ, फलामको अक्साइड वा खिया बनाउँछ, जुन रातो-खैरो कम्पाउन्ड हो जसले फलामका वस्तुहरूलाई समयसँगै घटाउँछ।
अक्सिजन संग फलाम को प्रतिक्रिया निम्न समीकरण द्वारा प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:
\( 4Fe + 3O_2 -> 2Fe_2O_3 \)यो प्रतिक्रियाले कसरी फलामले अक्सिजनमा इलेक्ट्रोनहरू गुमाउँछ भनेर देखाउँछ, ओक्सीकरण-घटाउने प्रक्रियाको उदाहरण।
फलाम र यसको मिश्र धातुहरू, विशेष गरी इस्पात, दैनिक जीवन र औद्योगिक सेटिङहरूमा असंख्य अनुप्रयोगहरू छन्। भवनहरू, पुलहरू, जहाजहरू, र कारहरू प्रायः यसको बल, स्थायित्व र लचिलोपनको कारणले इस्पातले निर्माण गरिन्छ। यसबाहेक, फलामको यौगिकहरू पेन्टहरूको लागि रङको उत्पादन र रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको लागि विभिन्न उत्प्रेरकहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
फलामले जीवविज्ञानमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ; यो हेमोग्लोबिनको मुख्य भाग हो, रातो रक्त कोशिकाहरूमा रहेको प्रोटिन फोक्सोबाट शरीरको बाँकी भागमा अक्सिजन पुर्याउन जिम्मेवार हुन्छ। यस प्रकार्यको लागि रासायनिक आधार भनेको 2+ र 3+ अक्सिजन अवस्थाहरू बीच वैकल्पिक रूपमा फलामको आयनहरूको क्षमता हो, जसले तिनीहरूलाई अक्सिजन अणुहरूलाई बाँध्न र छोड्न अनुमति दिन्छ। आहारमा फलामको महत्त्व हेमोग्लोबिनमा यसको भूमिकासँग सम्बन्धित छ, किनकि फलामको कमीले एनिमिया निम्त्याउन सक्छ, थकान र रगतको अक्सिजन बोक्ने क्षमता घट्ने अवस्था।
यसको अयस्कबाट फलामको निकासी एक महत्त्वपूर्ण औद्योगिक प्रक्रिया हो, सामान्यतया ब्लास्ट फर्नेस विधि मार्फत हासिल गरिन्छ। यसले उच्च तापक्रममा कार्बन (कोकको रूपमा) सँग आइरन अक्साइडको कमी समावेश गर्दछ। सरलीकृत प्रतिक्रिया निम्न रूपमा प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:
\( Fe_2O_3 + 3C -> 2Fe + 3CO_2 \)यो प्रक्रियाले धातुको फलाम उत्पादन मात्र गर्दैन तर कोकको रूपमा कार्बनको महत्त्वलाई घटाउने एजेन्टको रूपमा हाइलाइट गर्दछ। ब्लास्ट फर्नेसको फेदमा जम्मा गरिएको पग्लिएको फलामलाई त्यसपछि विभिन्न ग्रेड र कम्पोजिसनको स्टील उत्पादन गर्न प्रशोधन गरिन्छ।
फलाम यसको चुम्बकीय गुणहरूको लागि पनि चिनिन्छ। यो चुम्बकीकरण गर्न सकिने केही तत्वहरू मध्ये एक हो, यसलाई चुम्बक र विद्युतीय उपकरणहरूको निर्माणमा आवश्यक सामग्री बनाउँछ। चुम्बकीय क्षेत्रको सम्पर्कमा आइरन चुम्बकीय बन्न सक्छ, र यो चुम्बकत्व मिश्र धातुको संरचना र चुम्बकीय क्षेत्रको तीव्रताको आधारमा अस्थायी वा स्थायी हुन सक्छ। यो सम्पत्ति ट्रान्सफर्मर, विद्युतीय मोटर र विभिन्न प्रकारका जेनेरेटरहरूको सञ्चालनमा महत्वपूर्ण छ।
जबकि फलामको धेरै अनुप्रयोग र फाइदाहरू छन्, यसको निकासी र प्रयोग वातावरणीय प्रभावहरूसँग आउँछ। फलाम अयस्कको लागि खानी गतिविधिहरूले खानी प्रक्रियामा प्रयोग हुने रसायनहरूको बहावको कारणले वासस्थानको विनाश र पानीका स्रोतहरूको प्रदूषण निम्त्याउन सक्छ। थप रूपमा, फलाम र इस्पातको उत्पादन ऊर्जा-गहन हुन्छ र कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जनमा महत्त्वपूर्ण योगदान गर्दछ, एक हरितगृह ग्यास जसले जलवायु परिवर्तनलाई असर गर्छ। यद्यपि, अयस्कबाट नयाँ धातु उत्पादन गर्न भन्दा कम ऊर्जा चाहिने स्क्र्याप फलाम र स्टिलको रिसाइकल सहित उत्पादनका थप दिगो विधिहरू विकास गर्न प्रयासहरू भइरहेका छन्।
फलामको रासायनिक प्रतिक्रिया बुझ्नको लागि एउटा उदाहरणीय प्रयोगले खियाको गठनलाई अवलोकन गर्न समावेश गर्दछ। यो प्रयोगको लागि सफा फलामको कील, पानी, नुन र सफा प्लास्टिकको भाँडो चाहिन्छ। प्रक्रिया निम्नानुसार छ:
1. प्लास्टिकको कन्टेनरमा फलामको कील राख्नुहोस्। 2. नेललाई पूर्ण रूपमा डुब्न पर्याप्त पानी थप्नुहोस्, त्यसपछि प्रतिक्रियालाई गति दिन केही चम्चा नुन थप्नुहोस्। ३. दिनको अवधिमा नङलाई अवलोकन गर्नुहोस्।नुन पानीले अक्सिडेशन प्रक्रियालाई सहज बनाउँछ, नङमा खियाको गठनलाई गति दिन्छ। यो प्रयोगले पानीको उपस्थितिमा फलाम र अक्सिजन बीचको रासायनिक अन्तरक्रियालाई देखाउँदछ, जसले फलामको अक्साइड वा खियाको गठन निम्त्याउँछ।
फलामको उल्लेखनीय गुणहरू, यसको मिश्र धातुहरू बनाउन सक्ने क्षमता, चुम्बकीय प्रकृति, र जैविक महत्त्वले, यो पृथ्वीमा किन सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण तत्वहरू मध्ये एक हो भनेर वर्णन गर्दछ। निर्माण र उत्पादन मा यसको प्रयोग देखि जैविक प्रणाली मा यसको महत्वपूर्ण भूमिका को लागी, फलाम मानव जीवन र प्राकृतिक संसार को धेरै पक्षहरु को लागी अभिन्न जारी छ। फलामको गुणहरू, निकाल्ने विधिहरू, र अनुप्रयोगहरू, यसको वातावरणीय प्रभावहरूको साथसाथै, यो तत्वले हाम्रो संसारलाई कसरी आकार दिन्छ भन्ने बारे अन्तरदृष्टि प्रदान गर्दछ।
