آئرن ، جو اس کی کیمیائی علامت Fe سے جانا جاتا ہے، زمین پر سب سے زیادہ پرچر اور مفید عناصر میں سے ایک ہے۔ یہ متواتر جدول میں دھاتوں کے گروپ سے تعلق رکھتا ہے، جس کی خصوصیت بجلی اور حرارت کو چلانے کی صلاحیت، اس کی دھاتی چمک، اور اس کی خرابی اور لچک ہے۔ لوہا اپنی منفرد خصوصیات کی وجہ سے نمایاں ہے، جو اسے انسانی تہذیب کی ترقی میں سنگ بنیاد بناتا ہے۔
لوہا زمین کی پرت میں چوتھا سب سے عام عنصر ہے اور بنیادی طور پر لوہے کی دھاتوں کی شکل میں پایا جاتا ہے، جیسے ہیمیٹائٹ ( \(Fe_2O_3\) ) اور میگنیٹائٹ ( \(Fe_3O_4\) )۔ یہ دھاتیں فولاد کی تیاری کے لیے لوہے کا بنیادی ذریعہ ہیں، ایک ایسا مرکب جو زیادہ تر لوہے اور تھوڑی مقدار میں کاربن پر مشتمل ہوتا ہے۔ متواتر جدول میں لوہے کی پوزیشن گروپ 8 میں ہے، اور اس کا جوہری نمبر 26 ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ اس کے مرکزے میں 26 پروٹون ہیں اور، اپنی انتہائی مستحکم شکل میں، نیوکلئس کے گرد چکر لگاتے ہوئے 26 الیکٹران بھی ہیں۔
آئرن میں کئی جسمانی خصوصیات ہیں جو اسے ناقابل یقین حد تک مفید بناتی ہیں۔ اس کا تقریباً 1538 ° C کا اونچا پگھلنے کا مقام اور تقریباً 2862 ° C کا ابلتا نقطہ ہے۔ خالص لوہا نسبتاً نرم ہوتا ہے، لیکن جب یہ دیگر عناصر جیسے کاربن، اسٹیل بنانے کے ساتھ ملایا جاتا ہے تو یہ نمایاں طور پر سخت اور مضبوط ہو جاتا ہے۔ کیمیاوی طور پر، لوہا انتہائی رد عمل ہے؛ یہ آسانی سے نم ہوا میں آکسیجن کے ساتھ مل کر آئرن آکسائیڈ یا زنگ بناتا ہے، جو کہ ایک سرخی مائل بھورا مرکب ہے جو وقت کے ساتھ ساتھ لوہے کی اشیاء کو کم کرتا ہے۔
آکسیجن کے ساتھ لوہے کے ردعمل کو درج ذیل مساوات سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔
\( 4Fe + 3O_2 -> 2Fe_2O_3 \)یہ ردعمل ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح لوہا آکسیجن سے الیکٹران کھو دیتا ہے، آکسیکرن میں کمی کے عمل کی ایک مثال۔
آئرن اور اس کے مرکبات، خاص طور پر اسٹیل، روزمرہ کی زندگی اور صنعتی ترتیبات میں بے شمار استعمال ہوتے ہیں۔ عمارتوں، پلوں، بحری جہازوں اور کاروں کو اس کی طاقت، استحکام اور لچک کی وجہ سے اکثر اسٹیل سے بنایا جاتا ہے۔ مزید یہ کہ لوہے کے مرکبات رنگوں کے لیے روغن کی تیاری میں اور کیمیائی رد عمل کے لیے مختلف اتپریرک میں استعمال ہوتے ہیں۔
آئرن حیاتیات میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے؛ یہ ہیموگلوبن کا ایک اہم جزو ہے، خون کے سرخ خلیوں میں پروٹین جو پھیپھڑوں سے باقی جسم تک آکسیجن پہنچانے کے لیے ذمہ دار ہے۔ اس فنکشن کی کیمیائی بنیاد لوہے کے آئنوں کی 2+ اور 3+ آکسیڈیشن حالتوں کے درمیان متبادل ہونے کی صلاحیت ہے، جس سے وہ آکسیجن کے مالیکیولز کو باندھ کر چھوڑ سکتے ہیں۔ خوراک میں آئرن کی اہمیت کا تعلق ہیموگلوبن میں اس کے کردار سے ہے، کیونکہ آئرن کی کمی خون کی کمی کا باعث بن سکتی ہے، یہ حالت تھکاوٹ اور خون کی آکسیجن لے جانے کی صلاحیت میں کمی کی وجہ سے ہوتی ہے۔
اس کی کچ دھاتوں سے لوہے کو نکالنا ایک اہم صنعتی عمل ہے، جو عام طور پر بلاسٹ فرنس کے طریقہ کار سے حاصل کیا جاتا ہے۔ اس میں اعلی درجہ حرارت پر کاربن (کوک کی شکل میں) کے ساتھ آئرن آکسائیڈ کی کمی شامل ہے۔ آسان ردعمل کو اس طرح پیش کیا جا سکتا ہے:
\( Fe_2O_3 + 3C -> 2Fe + 3CO_2 \)اس عمل سے نہ صرف دھاتی لوہا حاصل ہوتا ہے بلکہ کوک کی شکل میں کاربن کی اہمیت کو کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر بھی اجاگر ہوتا ہے۔ دھماکے کی بھٹی کے نچلے حصے میں جمع کیے گئے پگھلے ہوئے لوہے پر مزید عمل کیا جاتا ہے تاکہ مختلف درجات اور مرکبات کا اسٹیل تیار کیا جا سکے۔
آئرن اپنی مقناطیسی خصوصیات کے لیے بھی جانا جاتا ہے۔ یہ ان چند عناصر میں سے ایک ہے جن کو میگنیٹائز کیا جا سکتا ہے، یہ میگنےٹ اور برقی آلات کی تخلیق میں ایک ضروری مواد بناتا ہے۔ مقناطیسی میدان کے سامنے آنے پر لوہا مقناطیسی ہو سکتا ہے، اور یہ مقناطیسیت کھوٹ کی ساخت اور مقناطیسی میدان کی شدت کی بنیاد پر یا تو عارضی یا مستقل ہو سکتی ہے۔ یہ خاصیت ٹرانسفارمرز، الیکٹرک موٹرز، اور مختلف قسم کے جنریٹرز کے آپریشن میں اہم ہے۔
اگرچہ لوہے کے بے شمار استعمال اور فوائد ہیں، لیکن اس کا اخراج اور استعمال ماحولیاتی اثرات کے ساتھ آتا ہے۔ لوہے کی کان کنی کی سرگرمیاں کان کنی کے عمل میں استعمال ہونے والے کیمیکلز کے بہاؤ کی وجہ سے رہائش گاہ کی تباہی اور آبی ذرائع کی آلودگی کا باعث بن سکتی ہیں۔ مزید برآں، لوہے اور سٹیل کی پیداوار توانائی سے بھرپور ہوتی ہے اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج میں اہم کردار ادا کرتی ہے، ایک گرین ہاؤس گیس جو موسمیاتی تبدیلی کو متاثر کرتی ہے۔ تاہم، پیداوار کے مزید پائیدار طریقوں کو تیار کرنے کی کوششیں کی جا رہی ہیں، بشمول اسکریپ آئرن اور سٹیل کی ری سائیکلنگ، جس میں ایسک سے نئی دھات پیدا کرنے کے مقابلے میں کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔
لوہے کی کیمیائی رد عمل کو سمجھنے کے لیے ایک مثالی تجربہ میں زنگ کی تشکیل کا مشاہدہ شامل ہے۔ اس تجربے کے لیے ایک صاف لوہے کی کیل، پانی، نمک اور ایک صاف پلاسٹک کنٹینر کی ضرورت ہوتی ہے۔ عمل درج ذیل ہے:
1. پلاسٹک کے برتن میں لوہے کی کیل رکھیں۔ 2. کیل کو مکمل طور پر ڈوبنے کے لیے کافی پانی ڈالیں، پھر ردعمل کو تیز کرنے کے لیے چند چائے کے چمچ نمک ڈالیں۔ 3. دنوں کی مدت میں کیل کا مشاہدہ کریں۔نمکین پانی آکسیڈیشن کے عمل کو آسان بناتا ہے، کیل پر زنگ کی تشکیل کو تیز کرتا ہے۔ یہ تجربہ پانی کی موجودگی میں آئرن اور آکسیجن کے درمیان کیمیائی تعامل کو ظاہر کرتا ہے، جس سے آئرن آکسائیڈ یا زنگ بنتا ہے۔
لوہے کی قابل ذکر خصوصیات، بشمول مرکب دھاتیں بنانے کی صلاحیت، مقناطیسی نوعیت، اور حیاتیاتی اہمیت، یہ واضح کرتی ہے کہ یہ زمین پر سب سے اہم عناصر میں سے ایک کیوں ہے۔ تعمیر اور مینوفیکچرنگ میں اس کے استعمال سے لے کر حیاتیاتی نظاموں میں اس کے اہم کردار تک، لوہا انسانی زندگی اور قدرتی دنیا کے بہت سے پہلوؤں کے لیے لازم و ملزوم ہے۔ اس کے ماحولیاتی اثرات کے ساتھ ساتھ لوہے کی خصوصیات، نکالنے کے طریقوں اور استعمال کو سمجھنا، یہ بصیرت فراہم کرتا ہے کہ یہ عنصر ہماری دنیا کو کیسے تشکیل دیتا ہے۔
