Ano ang bakal, saan ito nagmula at paano ito mina? Ang kapaki-pakinabang na metal na ito ay may maraming mga aplikasyon. Ang elemento ng kemikal ay may mahalagang papel sa industriya ng mundo, at ang siklo ng bakal sa kalikasan ay mahalaga sa buhay ng planeta.
Ano ang bakal?
Ang
Iron ay isang metal na elemento na mataas ang chemically reactive, lalo na kapag nakikipag-ugnayan ito sa oxygen. Ito ay isa sa mga pinakakaraniwang elemento sa mundo at sa kalawakan. Ang mga atomo ng bakal ay naglalaman ng 26 na proton sa kanilang nuclei. Ang simbolo ng kemikal - Fe (ferum) ay nagmula sa Latin na pangalang ferum. Sa dalisay nitong anyo, ito ay isang malambot at malutong na metal, na pinalalakas ng mga impurities. Kapag pinagsama sa carbon, nagagawa ang bakal na gumagamit ng higit sa 98% ng iron ore na minahan ngayon.
Lahat ng iron atoms sa uniberso ay nabuo sa mga core ng mga bituin sa mga huling yugto ng pagsasanib at pagkatapos ay inilabas sa kalawakan sa mga stellar na pagsabog. Ito ang pang-apat na pinakamalakielemento sa crust ng lupa pagkatapos ng silikon, oxygen at aluminyo. Ano ang bakal? Ito ang pinakakaraniwang elemento na bumubuo sa ating planeta, bagaman karamihan sa mga ito ayon sa masa ay matatagpuan sa ibaba ng ibabaw - sa core ng Earth. Ito ay nasa halos lahat ng mga bato ng crust at mantle bilang isang kemikal na bumubuo ng daan-daang iba't ibang mineral.
Iron ore
Bihira ang metal na ito sa dalisay nitong anyo. Ang ilang mga meteorite ay naglalaman ng elemental na bakal. Ang elementong ito ay may kemikal na reaksyon sa oxygen at tubig upang makabuo ng mga mineral na nagdadala ng bakal. Anumang bato na naglalaman ng sapat na metal na ito upang mamina para sa mga layuning pang-ekonomiya ay tinatawag na iron ore. Ang pinakakaraniwang mineral nito ay:
- iron oxide (formula Fe2O3), na nabubuo kapag nalantad sa oxygen;
- hydrated iron oxide, na nabubuo sa pamamagitan ng reaksyon sa tubig.
Ang pinakamahalagang iron ores ay mga mineral na iron oxide na tinatawag na hematite at magnetite. Ang mataas na konsentrasyon ng Fe ay ginagawa silang pinaka ginustong sa industriya. Ang bakal ay minahan sa pinakamalaking deposito ng mineral. Kadalasan ito ay mga pormasyon na sinaunang sedimentary rock. Naglalaman ang mga ito ng mga layer ng iron oxide mineral (formula Fe2O3) hanggang ilang sentimetro ang kapal.
Saan ako makakahanap ng bakal?
Sa temperatura ng kuwarto, ito aysolid. Ito ay isang makintab na kulay abong metal na kinakalawang sa paglipas ng panahon kapag nakalantad sa basa-basa na hangin. Ito ay pinagsama sa maraming iba pang mga metal upang bumuo ng mga haluang metal. Ang saklaw ng bakal ay medyo malawak. Kapag ito ay pinagsama sa carbon, ito ay nagiging bakal. Maaari rin itong isama sa iba pang mga metal tulad ng nickel, chromium at tungsten. Ang mga haluang ito ay napakalakas at maaaring gamitin sa paggawa ng mga tulay at gusali.
Ang
Iron ay isang napaka sinaunang elemento na ginamit sa Earth sa mahabang panahon. Ang mga bagay mula dito ay natagpuan sa sinaunang Egypt. Mayroong kahit isang buong yugto ng panahon (1200-500 BC) na ipinangalan sa kanya - ang Panahon ng Bakal, noong ginamit ito sa paggawa ng mga kasangkapan at sandata. Upang mahanap ang kapaki-pakinabang na metal na ito, kailangan mong hanapin ito nang malalim sa ilalim ng lupa. Ito ay matatagpuan kapwa sa crust ng lupa at sa kaibuturan ng lupa. Mayroong higit na bakal sa Earth kaysa sa anumang iba pang metal. Ang elementong ito ay matatagpuan din sa ibang mga planeta, kabilang ang core ng Jupiter at Saturn, pati na rin ang pulang maalikabok na ibabaw ng Mars (kaya naman tinawag itong Red Planet).
Terrestrial iron cycle sa kalikasan
Ang
Iron (Fe) ay sumusunod sa geochemical cycle, tulad ng maraming iba pang nutrients. Karaniwan itong inilalabas sa lupa o karagatan sa pamamagitan ng pag-weather ng mga bato o pagsabog ng bulkan. Sa terrestrial ecosystem, ang mga halaman ay unang sumisipsip ng bakal sa pamamagitan ng kanilang mga ugat mula sa lupa. Ito ay isang napakahalagang nutrient na gumagalaw sa pagitan ng mga buhay na organismo at ng geosphere.
Balantsaay isang mahalagang nutrient na naglilimita para sa mga halaman, na ginagamit ito upang makagawa ng chlorophyll. Ang photosynthesis ay nakasalalay sa isang sapat na supply ng metal na ito. Ang mga halaman ay sinisimila ito mula sa lupa patungo sa mga ugat. Kinain ng mga hayop ang halaman at ginagamit ito upang makagawa ng hemoglobin. Kapag namatay sila, nabubulok sila at ibinabalik ng bacteria ang metal sa lupa.
Sea Cycle of Iron
Ang marine cycle ng iron sa kalikasan ay halos kapareho ng earth cycle. Nangyayari ang prosesong ito dahil sa mahahalagang aktibidad ng ilang microorganism na nag-oxidize sa metal upang maging hydroxide at kumukuha ng carbon mula sa carbon dioxide. Ang mga bakal na bacteria sa ilog, dagat o anumang iba pang anyong tubig ay kumukuha ng enerhiya para sa kanilang siklo ng buhay, at pagkatapos nito ay tumira sila sa lupa sa anyo ng swamp ore.
Mahalaga rin ang papel ng bakal sa mga ekosistema ng karagatan. Ang mga pangunahing producer na sumisipsip ng metal na ito ay karaniwang phytoplankton o cyanobacteria. Ang bakal ay sinisipsip ng mga mamimili kapag kinakain nila ang mga bakteryang ito. Ang siklo ng bakal sa kalikasan ay isang napaka-komplikadong proseso. Ito ay nakasalalay sa maraming magkakatulad na mga kadahilanan: mga reaksiyong kemikal, mga uri ng tirahan at mga grupo ng mga mikrobyo. Ang lahat ng ito ay nag-uugnay dito sa iba pang pantay na mahalagang biogeochemical cycle ng Earth.
Mga pangkalahatang katangian
Ang bakal sa anyo ng iba't ibang pinagsamang ores ay isa sa mga pinakakaraniwang elemento na bumubuo ng humigit-kumulang 5% ng crust ng lupa. Ang pinakamahalagang mineral na nagtataglay ng bakal aymga oxide at sulfide (hematite, magnetite, goethite, pyrite, marcasite). Ang metal na ito ay naroroon din sa mga meteorite, sa ibang mga planeta at sa araw. Ang bakal ay matatagpuan sa dagat at sariwang tubig.
Mga kawili-wiling katotohanan
Narito ang ilang kawili-wiling katotohanan tungkol sa tila simpleng elementong kemikal na ito:
- Ang bakal ay isang mahalagang building block para sa nutrisyon ng halaman at tumutulong sa pagdadala ng oxygen sa dugo, sa gayon ay sumusuporta sa buhay sa Earth.
- Ito ay isang malutong na solid, na inuri bilang isang metal sa pangkat 8 sa periodic table ng mga elemento. Sa dalisay nitong anyo, mabilis itong nabubulok mula sa pagkakalantad sa mahalumigmig na hangin at mataas na temperatura.
- Ito ang ikaapat na pinakamaraming elemento sa crust ng Earth ayon sa timbang, at karamihan sa core ng Earth ay pinaniniwalaang bakal.
- Karamihan sa mga ito ay ginagamit sa paggawa ng bakal, isang haluang metal na bakal at carbon, na ginagamit naman sa pagmamanupaktura at konstruksyon, gaya ng reinforced concrete.
- Ang stainless steel na naglalaman ng hindi bababa sa 10.5% chromium ay lubos na lumalaban sa kaagnasan. Ginagamit ito sa mga kubyertos sa kusina at mga kagamitan gaya ng mga kalderong hindi kinakalawang na asero.
- Ang pagdaragdag ng iba pang elemento ay maaaring magbigay sa bakal ng mga bagong kapaki-pakinabang na katangian. Halimbawa, pinapataas ng nickel ang tibay ng haluang metal at ginagawa itong mas lumalaban sa init at mga acid.
Maikling impormasyon tungkol sa elementong Fe
- Numeromga proton sa nucleus: 26.
- Atomic Symbol: Fe.
- Average na masa ng isang atom: 55.845 g/mol.
- Density: 7.874 gramo bawat cubic centimeter.
- Phase sa room temperature: solid.
- Melting point: 1538 0C.
- Boiling point: 2861 0C.
- Bilang ng isotopes: 33.
- Stable isotopes: 4.
Mga pangunahing application
Ang bakal ay ginagamit sa maraming sektor gaya ng electronics, manufacturing, automotive at construction. Ang mga sumusunod ay ang mga aplikasyon ng bakal:
- Bilang pangunahing sangkap ng ferrous metals, alloys at steel.
- Isang haluang metal na gumagamit ng carbon, nickel, chromium at iba pang elemento upang makagawa ng bakal o bakal.
- Sa mga magnet.
- Sa mga produktong gawa sa metal.
- Sa pang-industriyang kagamitan.
- Sa transport equipment.
- Sa mga tool.
- Sa mga laruan at gamit pang-sports.
Iron ang bumubuo sa 5% ng crust ng lupa at isa ito sa mga pinakakaraniwan at pinakaginagamit na metal. Ang elementong ito ay matatagpuan din sa karne, patatas at gulay at ito ay mahalaga para sa mga hayop at tao. Ito ay isang mahalagang bahagi ng hemoglobin. Ang metal ay kulay abo sa hitsura at mataas ang ductile at malleable. Ito ay madaling natutunaw sa dilute acids at reaktibo. Ang pangunahing lugar ng pagmimina ng bakal ay ang China, Australia, Brazil, Russia at Ukraine.
