આયર્ન (Fe)

આયર્નનો ઝાંખી

લોખંડ એક ચળકતી, ભૂખરી રંગની સંક્રમણ ધાતુ છે જેનો અણુ ક્રમાંક 26 છે. ભીની હવામાં તે સરળતાથી કાટ લાગે છે, તેમ છતાં લોખંડ વિશ્વની સૌથી મહત્વપૂર્ણ ધાતુ છે, જે આજે બધી શુદ્ધ ધાતુઓનો લગભગ 90% હિસ્સો બનાવે છે. તેનું વર્ચસ્વ વિપુલ પ્રમાણમાં, સસ્તું અને વિવિધ ગુણધર્મોવાળા સ્ટીલમાં સરળતાથી રૂપાંતરિત થવાને કારણે આવે છે.

આયર્નના ઉપયોગો

લોખંડનો પ્રાથમિક ઉપયોગ સ્ટીલના ઉત્પાદનમાં થાય છે, જે એક મજબૂત, બહુમુખી એલોય છે જે આધુનિક સંસ્કૃતિને ટેકો આપે છે.

કાર્બન સ્ટીલ્સ: આયર્ન અને કાર્બનના એલોય્સ.

હળવા સ્ટીલ (ઓછા કાર્બન) નો ઉપયોગ સાયકલ ચેન અને કાર બોડી જેવી વસ્તુઓમાં થાય છે.

ઉચ્ચ-કાર્બન સ્ટીલ્સ સખત હોય છે અને સાધનો, સ્પ્રિંગ્સ અને રાઇફલ બેરલ માટે વપરાય છે.

એલોય સ્ટીલ્સ: ક્રોમિયમ, નિકલ અથવા વેનેડિયમ જેવા ઉમેરાયેલા તત્વોવાળા સ્ટીલ્સ, જે તાકાત અને ટકાઉપણું વધારે છે. પુલ, ગગનચુંબી ઇમારતો અને તોરણોમાં સામાન્ય છે.

સ્ટેનલેસ સ્ટીલ: ઓછામાં ઓછું 10.5% ક્રોમિયમ ધરાવે છે, જે તેને કાટ સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે. કટલરી, સર્જિકલ સાધનો, રસોડાના વાસણો અને ઘરેણાંમાં વપરાય છે.

કાસ્ટ આયર્ન: કાર્બનનું પ્રમાણ વધારે (3-5%), કાસ્ટ આયર્ન સસ્તું છે અને તેનો ઉપયોગ પાઈપો, પંપ અને વાલ્વ માટે થાય છે.

ઉત્પ્રેરક: લોખંડના સંયોજનોનો ઉપયોગ હેબર પ્રક્રિયામાં એમોનિયા (ખાતરો) બનાવવા અને સિંગાસને પ્રવાહી ઇંધણમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે.

લોખંડની જૈવિક ભૂમિકા

લોખંડ જીવન માટે જરૂરી છે અને સામાન્ય માત્રામાં બિન-ઝેરી છે. સરેરાશ માનવ શરીરમાં લગભગ 4 ગ્રામ આયર્ન હોય છે, મોટે ભાગે હિમોગ્લોબિનમાં, જે લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં ઓક્સિજન વહન કરે છે.

ઉણપ: આયર્નનો અભાવ એનિમિયાનું કારણ બને છે, જે થાક અને નબળાઇ તરફ દોરી જાય છે.

આહારની જરૂરિયાતો: માનવીને દરરોજ લગભગ 10-18 મિલિગ્રામની જરૂર પડે છે, જે લીવર, મોલાસીસ, પાંદડાવાળા શાકભાજી અને કોકો જેવા ખોરાકમાંથી મેળવી શકાય છે.

અન્ય ભૂમિકાઓ: આયર્ન ઊર્જા ટ્રાન્સફર અને ચયાપચય માટે જરૂરી ઉત્સેચકો અને પ્રોટીનમાં પણ જોવા મળે છે.

કુદરતી ઘટના અને લોખંડનું ઉત્પાદન

પૃથ્વીના પોપડામાં લોખંડ ચોથું સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં જોવા મળતું તત્વ છે, અને ગ્રહનો મુખ્ય ભાગ મોટે ભાગે લોખંડનો છે તેવું માનવામાં આવે છે. મુખ્ય અયસ્ક હેમેટાઇટ (Fe₂O₃) અને મેગ્નેટાઇટ (Fe₃O₄) છે.

વાણિજ્યિક ઉત્પાદન બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કરવામાં આવે છે, જ્યાં આયર્ન ઓરને કાર્બન (કોક) અને ચૂનાના પત્થરથી પીગ આયર્ન બનાવવામાં આવે છે, જે પછી સ્ટીલમાં શુદ્ધ થાય છે.

આયર્નનો ઇતિહાસ

~3500 બીસી - પ્રારંભિક કલાકૃતિઓ: ઇજિપ્તમાં મળી આવતી સૌથી જૂની લોખંડની વસ્તુઓ ઉલ્કા લોખંડમાંથી બનાવવામાં આવતી હતી, જે તેમની ઉચ્ચ નિકલ સામગ્રી દ્વારા ઓળખાય છે.

~1500 બીસી - આયર્ન યુગ: એનાટોલિયા (આધુનિક તુર્કી) ના હિટ્ટાઇટ્સે સૌપ્રથમ અયસ્કમાંથી લોખંડ પીગળ્યો હતો, જેનાથી લોખંડ યુગ શરૂ થયો અને તેમને લશ્કરી અને આર્થિક શક્તિ મળી.

૧૭૨૨ - વૈજ્ઞાનિક સમજ: ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક રેને એન્ટોઈન ફેર્ચોલ્ટ ડી રેઉમુરે સમજાવ્યું કે કાર્બનનું પ્રમાણ લોખંડના ગુણધર્મોને કેવી રીતે અસર કરે છે, જેનાથી આધુનિક સ્ટીલ નિર્માણ અને ઔદ્યોગિક ક્રાંતિનો પાયો નાખ્યો.