اکسید آهن (Iron Oxide) چیست؟
آهن عنصری است که درنتیجه‌ی یک فرآیند هسته‌ای در جهان هستی پخش شده است و پس از عناصر هیدروژن، هلیم، اکسیژن، کربن و نئون، مهم‌ترین عنصر در عالم محسوب میشود. بیشتر آهن موجود در زمین در هسته‌ی زمین است. اکسید آهن ترکیبی شیمیایی از دو عنصر آهن و اکسیژن می باشد. در این مطلب به‌اختصار برخی از اکسیدهای آهن را معرفی می‌کنیم و به سوال اکسید آهن چیست؟ پاسخ می دهیم. هم‌چنین اشاره‌ای نیز به کاربردهای اکسید آهن خواهیم داشت.
انواع اکسیدهای آهن
16 نوع اکسید آهن ( هیدروکسیدها یا اکسی هیدروکسیدها ) تاکنون کشف شده است. بیشتر این ترکیبات در ابتدای قرن نوزدهم کشف و شناسایی شدند. یکی از متداول‌ترین اکسیدهای آهن که برای بیشتر افراد شناخته شده است زنگ آهن است که منجر به پوسیدگی بسیاری از سازه‌های آهنی در آب‌وهوای مرطوب میشود.
مهم‌ترین حالت‌های اکسید آهن، از برهمکنش آهن دو ظرفیتی و سه‌ظرفیتی با اکسیژن ایجاد میشود. به‌هرحال ترکیب اکسیژن با آهن چهار و شش ظرفیتی ( اکسید آهن شش ظرفیتی کمیاب بوده و از اهمیت بالایی برخوردار نیست) نیز شناخته شده است.
ترکیب‌های آهن دو ظرفیتی، Ferrous نامیده می‌شوند و شامل یون Fe+2 به رنگ سبز کمرنگ هستند. ترکیب آهن سه‌ظرفیتی، Ferric نام دارد و شامل یون Fe+3 بوده و زرد مایل به نارنجی / قهوه‌ای است. سه ترکیب اکسیژن آهن: Ferrous oxide با فرمول شیمیایی FeO، Ferric oxide با فرمول شیمیایی Fe2O3 و Ferroferric oxide با فرمول شیمیایی Fe3O4 هستند که دربردارنده‌ی آهن دو و سه‌ظرفیتی یا ترکیبی از آن‌ها می باشند. هرکدام از این اکسیدها ویژگی‌ها و خصوصیات مربوط به خود را داشته که درنتیجه‌ی آن منجر به کاربردهای متفاوتی می گردد. اکسید آهن دارای کاربردهای وسیعی در زمینه‌های گوناگون است که در ادامه برخی از آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
کاربردهای اکسید آهن
رنگ‌دانه‌های اکسید آهن
شاید جالب باشد که بدانید یکی از کاربردهای اکسید آهن در رنگ و صنعت رنگ است. اکسید آهن در رنگ نقش رنگدانه را بازی می‌کند. رنگ‌دانه‌های اکسید آهن ، به‌صورت طبیعی وجود دارند و یا به‌صورت مصنوعی سنتز می‌شوند. این رنگدانه ها از زمان انسان‌های اولیه به‌عنوان رنگ برای نقاشی بر دیوار غارها مورد استفاده قرار می‌گرفته است.
رنگ‌دانه‌های طبیعی از تعدادی از اکسیدهای آهن معدنی استخراج می‌شوند. رنگ‌دانه‌های قرمز از هماتیت، رنگ‌دانه‌های زرد و قهوه‌ای از لیمونیت و مگنتایت رنگدانه سیاه فراهم می‌آورد.
اکسید آهن میکروسی نیز نوع خاصی از هماتیت است که به‌صورت پوسته‌های نازک خاکستری فلزی ظاهر میشود. رنگ‌دانه‌های مصنوعی به‌منظور دستیابی به شکل، اندازه و توزیع ذره تحت شرایط کنترل‌شده ساخته می‌شوند. رنگ‌دانه‌های اکسید آهن، مواد نسبتاً ارزان‌قیمتی هستند که به دلیل قرار گرفتن در معرض نور خورشید در برابر تغییر رنگ بسیار مقاوم اند. علاوه بر آن ازنظر شیمیایی پایدار هستند. بیشترین استفاده از رنگ‌دانه‌ها در رنگ‌ها، پوشش‌ها و مصالح ساختمانی مانند محصولات بتنی، ملات، سنگ فرش و کاشی‌های بام است. اکسید آهن میکروسی ویژگی‌های منحصربه‌فردی برای رنگ و پوشش به وجود می‌آورد زیرا ذرات پوسته‌ای به گونه قرار می‌گیرند که مانع از نفوذ گاز و رطوبت به لایه زیرین میشود.
ایران جزء کشورهای مهم در تولید رنگ‌دانه‌های اکسید آهن است. علاوه بر ایران، قبرس، فرانسه، ایتالیا و اسپانیا نیز ازجمله کشورهای شناخته‌شده در این زمینه هستند.
اخیراً نیز کشورهای هند و هندوراس نیز تولیدهای قابل‌توجهی در این زمینه داشته‌اند. پیشرفت‌های نوین در صنعت رنگ‌دانه‌های مصنوعی شامل دانه‌های اکسید آهن و هم‌چنین اکسیدهای آهن در مقیاس نانو نیز تولیدشده‌اند.
مواد اولیه آهن/فولاد
فولاد کاربردهای وسیعی در صنعت دارد به‌عنوان‌مثال از فولاد برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده میشود. هم‌چنین برای ساخت ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی نیز به‌کاربرده می‌شوند.
آهن Ferric منبع اصلی آهن برای صنایع فولاد است. فولاد آلیاژی است که از آهن ، کربن و چند عنصر دیگر ساخته‌شده است اما آهن فلز پایه آن بوده و بیش از 95 درصد ساختار اتمی فولاد را در برمی‌گیرد.
بنابراین اکسید آهن نقش مهمی را در صنعت فولاد و صنایع وابسته به آن به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم بازی می‌کند.
نوار صوتی
ضبط‌صوت برای ضبط و ثبت امواج صوتی بروی نوار صوتی از پدیده‌های مغناطیسی استفاده می‌کند. این نوار از یک پلاستیک تشکیل‌شده است که با لایه‌نازکی از ذرات ریز پودر مغناطیسی پوشانده شده می شود شامل اکسید فریک و به مقدار اندک دی‌اکسید کروم. نوار مغناطیسی به یک آهنربای الکتریکی انرژی می‌دهد تا بر روی محیط ضبط تأثیر بگذارد. در عمل ، محیط مغناطیسی به‌سرعت قطبیت منتقل‌شده بر روی خود را جذب می‌کند اما به‌راحتی آن را از دست نمی‌دهد.
کاتالیزور اکسید آهن
از دیگر کاربردهای اکسید آهن به عنوان کاتالیزور است. اکسید آهن حاوی زیرکونیوم و آلومینیوم به‌عنوان کاتالیزور در صنعت نفت استفاده میشود. کاتالیست های این اکسید فلزی برای تجزیه و گوگردزدایی روغن باقی‌مانده سودمند است. مطالعات زیادی بروی شکستن کاتالیستی روغن سنگین با کاتالیست های اکسید آهن انجام‌شده است ازجمله کاتالیست هایی که به‌کاربرده میشود فاز آلفای Fe2O3 به همراه دی‌اکسید زیرکونیوم به‌منظور شکستن اکسیدیتو روغن باقی‌مانده نفت در دمای بالای بخار یا شکستن کاتالیستی روغن باقی‌مانده‌ی نفت با استفاده از نانو ذرات فاز آلفای Fe2O3 به همراه سیلیکا تحت آب فوق بحرانی.
کاربردهای پزشکی ( دستگاه ام آر آی)
ام آر آی یا روش تصویربرداری با تشدید مغناطیس (MRI) یکی از روش‌های پیشرفته تصویربرداری پزشکی است. با استفاده از این روش می‌توان تصویر بافت‌های درونی بدن را دید و از آن طریق مشکلات و بیماری‌های اعضاء بدن را تشخیص داد.
در سال‌های اخیر از نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن برای ( به‌ویژه مگنتایت) برای افزایش کیفیت و کنتراست تصویر استفاده میشود. اندازه مناسب ،خواص فیزیکی و خواص شیمیایی این ذرات آن‌ها را به عواملی مناسب جهت استفاده در تصویربرداری‌های سلولی و مولکولی تبدیل کرده است.
در پایان
محصولات و صنایع زیادی وابسته به اکسیدهای آهن هستند و تقاضا برای استفاده از آن‌ها روزبه‌روز در حال افزایش است زیرا صنایعی مانند ساخت‌وساز همچنان به پیشرفت خود ادامه می‌دهند و نیاز به این ترکیبات نیز به همین ترتیب افزایش خواهد یافت. در این مطلب به سوال اکسید آهن چیست؟ پاسخ داده شد. شما کاربر عزیز اگر سوالی درباره اکسید آهن دارید می توانید از ما بپرسید تا در کمترین زمان پاسخ گو باشیم.
خرید عمده و فروش عمده انواع اکسیدهای فلزی فقط در سایت و اپلیکیشن تموک
