लोह (Fe)

लोखंडाचा आढावा

लोखंड हा एक चमकदार, राखाडी रंगाचा संक्रमणकालीन धातू आहे ज्याचा अणुक्रमांक २६ आहे. जरी तो ओलसर हवेत सहज गंजतो, तरी लोखंड हा जगातील सर्वात महत्त्वाचा धातू आहे, जो आजच्या सर्व शुद्ध धातूंपैकी सुमारे ९०% आहे. त्याचे वर्चस्व मुबलक, परवडणारे आणि विविध गुणधर्मांसह स्टीलमध्ये सहजपणे रूपांतरित होण्यामुळे येते.

लोखंडाचे उपयोग

लोखंडाचा प्राथमिक वापर स्टीलच्या उत्पादनात होतो, जो एक मजबूत, बहुमुखी मिश्रधातू आहे जो आधुनिक संस्कृतीला आधार देतो.

कार्बन स्टील्स: लोखंड आणि कार्बनचे मिश्रधातू.

सायकल चेन आणि कार बॉडीसारख्या वस्तूंमध्ये सौम्य स्टील (कमी कार्बन) वापरले जाते.

उच्च-कार्बन स्टील्स कठीण असतात आणि ते साधने, स्प्रिंग्स आणि रायफल बॅरल्ससाठी वापरले जातात.

अलॉय स्टील्स: क्रोमियम, निकेल किंवा व्हॅनेडियम सारखे जोडलेले घटक असलेले स्टील्स, जे ताकद आणि टिकाऊपणा वाढवतात. पूल, गगनचुंबी इमारती आणि तोरणांमध्ये सामान्य आहे.

स्टेनलेस स्टील: कमीत कमी १०.५% क्रोमियम असते, ज्यामुळे ते गंजण्यास प्रतिरोधक बनते. कटलरी, शस्त्रक्रिया उपकरणे, स्वयंपाकघरातील भांडी आणि दागिन्यांमध्ये वापरले जाते.

कास्ट आयर्न: कार्बनचे प्रमाण जास्त (३-५%), कास्ट आयर्न स्वस्त असते आणि पाईप्स, पंप आणि व्हॉल्व्हसाठी वापरले जाते.

उत्प्रेरक: लोह संयुगे हॅबर प्रक्रियेत अमोनिया (खते) बनवण्यासाठी आणि सिंगासचे द्रव इंधनात रूपांतर करण्यासाठी वापरले जातात.

लोहाची जैविक भूमिका

लोह जीवनासाठी आवश्यक आहे आणि सामान्य प्रमाणात विषारी नाही. सरासरी मानवी शरीरात सुमारे ४ ग्रॅम लोह असते, बहुतेक हिमोग्लोबिनमध्ये, जो लाल रक्तपेशींमध्ये ऑक्सिजन वाहून नेणारा रेणू आहे.

कमतरता: लोहाच्या कमतरतेमुळे अशक्तपणा होतो, ज्यामुळे थकवा आणि अशक्तपणा येतो.

आहाराच्या गरजा: मानवांना दररोज सुमारे १०-१८ मिलीग्रामची आवश्यकता असते, जी यकृत, मोलॅसिस, पालेभाज्या आणि कोको सारख्या पदार्थांमधून मिळते.

इतर भूमिका: ऊर्जा हस्तांतरण आणि चयापचयसाठी आवश्यक असलेल्या एंजाइम आणि प्रथिनांमध्ये देखील लोह आढळते.

लोखंडाची नैसर्गिक घटना आणि उत्पादन

पृथ्वीच्या कवचात लोह हे चौथे सर्वात मुबलक घटक आहे आणि ग्रहाच्या गाभ्यामध्ये बहुतेक लोह असल्याचे मानले जाते. मुख्य धातू हेमॅटाइट (Fe₂O₃) आणि मॅग्नेटाइट (Fe₃O₄) आहेत.

व्यावसायिक उत्पादन ब्लास्ट फर्नेसमध्ये केले जाते, जिथे लोह धातू कार्बन (कोक) आणि चुनखडीसह वितळवून पिग आयर्न तयार केले जाते, जे नंतर स्टीलमध्ये परिष्कृत केले जाते.

लोखंडाचा इतिहास

~३५०० ईसापूर्व - सुरुवातीच्या कलाकृती: इजिप्तमध्ये आढळणाऱ्या सर्वात जुन्या लोखंडी वस्तू उल्कापिंडाच्या लोखंडापासून बनवल्या जात होत्या, ज्या त्यांच्या उच्च निकेल सामग्रीमुळे ओळखल्या जात होत्या.

~१५०० ईसापूर्व - लोहयुग: अनातोलिया (आधुनिक काळातील तुर्की) येथील हित्ती लोकांनी प्रथम धातूंमधून लोह वितळवले, ज्यामुळे लोहयुगाची सुरुवात झाली आणि त्यांना लष्करी आणि आर्थिक शक्ती मिळाली.

१७२२ - वैज्ञानिक समज: फ्रेंच शास्त्रज्ञ रेने अँटोइन फेरचॉल्ट डी र्यूमर यांनी कार्बनचे प्रमाण लोखंडाच्या गुणधर्मांवर कसा परिणाम करते हे स्पष्ट केले, ज्यामुळे आधुनिक पोलादनिर्मिती आणि औद्योगिक क्रांतीचा पाया रचला गेला.