اکسید آهن چیست و چه کاربردهایی دارد؟
اکسید آهن در واقع یک ترکیب شیمیایی می‌باشد که با ترکیب شدن عناصر اکسیژن و آهن تولید می‌شود. در حال حاضر شما می‌توانید بیش از ۱۶ نوع مختلف از این ماده را پیدا کنید که برخی از ان‌ها به صورت صنعتی و برخی دیگر به صورت طبیعی تولید می‌شوند. اکسید آهن امروزه در دو نوع مختلف با نام‌های سنتزی و معدنی تولید می‌شود که هر یک از ان‌ها دارای ساختار و نحوه تولید خاص و منحصر به فردی می‌باشند. در گذشته از این ماده تنها برای تولید رنگ استفاده می‌شد. اما کاربردهای این ترکیب شیمیایی امروزه بسیار گسترده‌تر از قبل شده و به صنایع مختلفی راه پیدا کرده است. در ادامه شما را با نحوه تولید، کاربرد و سایر نکات مهم و مرتبط با این ماده آشنا خواهیم کرد.
آنچه در ادامه مطلب خواهید خواند
نحوه تولید اکسید آهن
نحوه تولید اکسید آهن برای بسیاری از افراد جامعه شناخته شده می‌باشد. این افراد می‌دانند زمانی که عنصر آهن با آب ترکیب شود، تولید زنگ آهن یا همان اکسید می‌کند. اما باید بدانید که روش فوق تنها شیوه تولید این ماده کاربردی نمی باشد و امروزه شما می‌توانید از روش‌های مختلفی برای تولید این ترکیب شیمیایی استفاده نمایید. عنصر آهن در هنگام مجاورت با عناصر دیگری به جز اکسیژن نیز زنگ می‌زند و تولید اکسید می‌کند. از مهم‌ترین عناصری که سبب به وجود آمدن واکنش اکسیداسیون می‌شوند می‌توان به کلر اشاره کرد.
از دیگر ویژگی‌های این ماده می‌توان به روانکاری طبیعی بالا، مقاومت حرارتی تا حدود ۲۵۰۰ درجه سانتی گرارد و هدایت جریان الکتریکی مناسب اشاره کرد. این ماده از ثبات شیمیایی بسیار مناسبی بر خودار می‌باشد و کاربردهای متنوعی نیز در آزمایشگاه‌های صنعتی دارد. همچنین این ماده دارای خواصی همچون مقاومت در برابر فشار، اصطکاک بسیار اندک و … است.
نحوه جداسازی از عنصر آهن
همانطور که در بخش قبلی مقاله گفته شد، اکسید از روش‌های مختلفی به دست می‌آید. روش‌های جداسازی این ماده نیز مثل روش‌های تولید آن متنوع و مختلف می‌باشند. انسان‌ها از حدود ۴۰۰۰ هزار سال قبل از میلاد مسیح با فلز آهن آشنا بوده و از آن برای تولید تجهیزات مختلف استفاده می‌کردند. به همین دلیل در حال حاضر روش‌های سنتی و مدرن مختلفی برای جداسازی از عنصر آن وجود دارد. در حال حاضر مهم‌ترین منابع تامین کننده این ترکیب شیمیایی، هماتیت و مگنتیت می‌باشند. امروزه از فرآیندهای مختلفی مثل استفاده از کوره ها، فیلتر‌ها و … برای جداسازی اکسید از فلز آهن استفاده می‌شود.
انواع اکسید آهن
اعداد اکسایش مختلف عنصر آهن سبب به وجود آمدن اکسیدهای مختلف با رنگ‌های گوناگون شده است. هر یک از اکسیدهای آهن علاوه بر رنگ‌بندی مختلف دارای خواص و کاربرد های متنوعی نیز می‌باشند. به عنوان مثال از برخی از آن‌ها برای تولید لاستیک و از برخی دیگر برای تولید مواد آرایشی و بهداشتی استفاده می‌شود.
زرد
اکسید آهن زرد دارای زنگی زرد مایل به سبز می‌باشد که اتم آهن با عدد اکسایش ۳ در آن حضور دارد. این نوع از اکسیدهای آهن معمولا به شکل دانه‌بندی فروخته شده و پی اچ آن نیز بین ۳ تا ۷ می‌باشد. در حال حاضر بسیاری از مواد آرایشی و بهداشتی موجود در بازار با کمک این ماده تولید می‌شوند.
سبز
عدد اکسایش اتم آهن در اکسید سبز برابر با دو می‌باشد. این ماده پی اچ محلول را به حدود عدد ۶ می‌رساند و دامنه اسیدیته آن محدودتر از اکسید زرد رنگ می‌باشد. اکسید سبز آهن دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص و منحصر به فردی می‌باشد. به همین دلیل همواره باید آن را در مکانی خشک و خنک نگهداری نمایید. در حال حاضر از اکسید سبز آهن برای تولید لاستیک، پلاستیک، محصولات آرایشی و بهداشتی، رنگ‌های صنعتی و … استفاده می‌شود.
اخرا
اکسید آهن اخرا رنگ یکی از کاربردی‌ترین انواع این ماده می‌باشد. این اکسید دارای رنگی بین قهوه‌ای تیره و قرمز می‌باشد که در خالص سازی سنگ معدن فلزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. محلول‌های حاوی این ماده معدنی به طور میانگین دارای پی اچ معادل ۴ الی ۸ می‌باشند. توجه داشته باشد که میزان اسیدیته این نمک معدنی وابسته به عوامل مختلفی می‌باشد که هر یک از ان‌ها را باید به صورت تخصصی بررسی نمایید.
کاربردهای اکسید آهن
کاربرد در صنعت ریخته گری
اکسید آهن دارای کاربرد بسیار مهم و گسترده‌ای در صنعت ذوب و ریخته‌گری می‌باشد. در دهه‌های قبل از این ترکیب شیمیایی برای جلوگیری از تشکیل شدن رگه‌های قرمز در قطعات آهنی استفاده می‌شد. اما امروزه کاربردهای آن در صنعت ریخته‌گری با رشد چشمگیری روبرو بوده است. به عنوان مثال امروزه از این ماده برای بهبود سطح پوسته ذوب استفاده می‌شود. به طور کلی قطعات آهنی تولید شده با کمک اکسید آهن دارای کیفیت بهتر و مقاومت در برابر خوردگی بیشتری می‌باشند.
کاربرد در علم نانو
علم نانو یکی از علوم نوین امروزی می‌باشد که کاربردهای بسیار قابل توجه و چشمگیری دارد. به طوری که امروزه شما می‌توانید واحدهای مرتبط با این علم را در صنایع مختلفی مشاهده فرمایید. اکسید آهن نیز امروزه مورد توجه فعالان این عرصه قرار گرفته است. از مهم‌ترین اکتشافات موجود در این زمینه می‌توان به خواص دارویی نانو ذرات اکسید آهن اشاره کرد. تحقیقات و بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که نانو ذرات اکسید آهن می‌توانند بر روی بسیاری از بیماری‌ها تاثیر بگذارند و بر روی فرآیند درمان آن‌ها موثر باشند.
ساخت نوار های مغناطیسی
کارت‌های اعتباری امروزه به یکی از کاربردی‌ترین وسایل اغلب افراد جامعه تبدیل شده‌اند. به شکلی که مصرف پول نقد نسبت به سال‌های گذشته به شکل قابل توجهی کاهش پیدا کرده است. این کارت‌های با کمک ورق‌های مغناطیسی تولید می‌شوند. ورق‌های مغناطیسی به کار گرفته شده برای تولید این وسایل نیز با کمک اکسید آهن تولید می‌شوند. لازم به ذکر است که برای تولید این ورق‌های باید به سراغ اکسید آهن ۳ بروید.نوار‌های مغناطیسی نه تنها برای ساخت کارت‌های اعتباری بلکه برای ضبط ویدئو و ضبط داده‌های مختلف نیز کاربرد دارد.
تولید رنگدانه
تولید رنگدانه یکی از قدیمی‌ترین و کهن‌ترین کاربردهای اکسید آهن می‌باشد. شما می‌توانید با کمک زنگ آهن، رنگ قرمز بسیار چشمگیری را تولید نمایید. برخی از رنگ دانه‌های تولید شده با کمک این ماده در صنعت تولید لوازم آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بعضی از رنگدانه‌های ساخته شده با کمک زنگ آهن نیز برای ساخت پوشش‌ها و رنگ‌های صنعتی کاربرد دارند. رنگدانه‌های تولید شده با کمک زنگ آهن می‌توانند به صورت طبیعی و در آزمایشگاه تولید شوند.
سایر کاربردها
اکسید آهن علاوه بر کاربردهای فوق در صنایع دیگری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال از این ماده در برخی از کوره‌های ذوب استفاده می‌شود. زیرا زنگ آهن می‌تواند از تکه تکه شدن پلت‌ها و به وجود آمدن اختلال در آن‌ها جلوگیری نمایید. لازم به ذکر است که زنگ آهن برای تصفیه و تخلیه برخی از آلاینده‌های فلزی نیز کاربرد دارد. در انتها امیدواریم اطلاعات جامع و مناسبی در زمینه این ماده به دست آورده باشید.
