سازه ها

آهن طبیعی مخلوطی از چهار ایزوتوپ پایدار است: آهن-56 (91.66 درصد)، آهن-54 (5.82 درصد)، آهن-57 (2.19 درصد) و آهن-58 (0.33 درصد).

 

ترکیبات آهن با بهره گیری از پدیده ای به نام اثر Mössbauer (پدیده جذب پرتو گاما و تابش مجدد توسط یک هسته بدون پس زدن) قابل مطالعه هستند. اگرچه اثر Mössbauer برای حدود یک سوم عناصر مشاهده شده است، به ویژه برای آهن (و تا حدی کمتر قلع) است که این اثر یک ابزار تحقیقاتی اصلی برای شیمیدان بوده است. در مورد آهن، تأثیر به این واقعیت بستگی دارد که هسته آهن-57 می تواند با جذب تابش گاما با فرکانس بسیار مشخص که تحت تأثیر حالت اکسیداسیون، پیکربندی الکترون و مواد شیمیایی است، به حالت انرژی بالا برانگیخته شود. محیط اتم آهن است و بنابراین می توان از آن به عنوان کاوشگر رفتار شیمیایی آن استفاده کرد. اثر مشخص شده Mössbauer آهن-57 در مطالعه مغناطیس و مشتقات هموگلوبین و برای ساخت یک ساعت هسته ای بسیار دقیق استفاده شده است. برای خرید آهن به این لینک مراجعه نمایید.

مهم‌ترین حالت‌های اکسیداسیون آهن 2+ و 3+ است، اگرچه تعدادی از حالت‌های 4+ و 6+ شناخته شده است. برای عنصر آهن، روند پایداری نسبی حالت‌های اکسیداسیون در بین عناصر سری انتقال اول ادامه دارد، با این تفاوت که هیچ ترکیب یا شرایط شیمیایی مهمی وجود ندارد که در آن حالت اکسیداسیون آهن با تعداد کل ظرفیت آن برابر باشد. الکترون های پوسته، هشت؛ بالاترین حالت اکسیداسیون شناخته شده +6 است که نادر و بی اهمیت است. حتی حالت اکسیداسیون +3 که در موقعیت کروم در جدول تناوبی مهم است، در موقعیت آهن به حالت +2 زمین را از دست می دهد. ترکیبات آهن در حالت 2+ آهن نامیده می شوند و حاوی یون سبز کم رنگ Fe2+ یا یون های پیچیده هستند. ترکیبات آهن در حالت +3 فریک نامیده می شوند و حاوی یون Fe3+ (که بسته به میزان هیدرولیز زرد تا نارنجی تا قهوه ای است) یا یون های پیچیده دارند.

 

سه ترکیب اکسیژن آهن شناخته شده است: اکسید آهن، FeO. اکسید آهن، Fe2O3؛ و اکسید فروسوفریک یا اکسید فروفریک Fe3O4 که حاوی آهن در هر دو حالت اکسیداسیون +2 و +3 است. اکسید آهن پودری مایل به سبز تا سیاه است که عمدتاً به عنوان رنگدانه برای شیشه ها استفاده می شود. در طبیعت به عنوان ماده معدنی ووستیت وجود دارد و می توان آن را با حرارت دادن یک ترکیب آهنی در غیاب هوا یا با عبور هیدروژن از روی اکسید آهن تهیه کرد. اکسید آهن یک پودر قهوه ای مایل به قرمز تا سیاه است که به طور طبیعی به عنوان هماتیت معدنی وجود دارد. می توان آن را به صورت مصنوعی با احتراق تقریباً هر ترکیب آهنی موجود در هوا تولید کرد. اکسید آهن اساس مجموعه ای از رنگدانه ها از زرد تا قرمز است که به قرمز ونیزی معروف است. شکل قرمز ریز پودر شده که اغلب به آن روژ جواهرات می گویند، برای صیقل دادن فلزات گرانبها و الماس ها و همچنین در لوازم آرایشی استفاده می شود. اکسید آهن تعدادی هیدرات با ساختارها و ترکیبات متغیر تشکیل می دهد. شکل رایج آن زنگ آهن است که از اثر ترکیبی رطوبت، دی اکسید کربن و اکسیژن موجود در هوا بر روی آهن فلزی ایجاد می شود. این فرآیند در دو مرحله انجام می شود: اول، آهن در محلول اسیدی که توسط رطوبت و دی اکسید کربن هوا تولید می شود، حل می شود و آهن آهنی را تشکیل می دهد و هیدروژن را آزاد می کند. دوم، اکسیژن هوا، آهن آهنی را اکسید می کند و اکسید آهن هیدراته را تشکیل می دهد. اکسید فروسوفریک به عنوان ماده معدنی مگنتیت به شکل بلورهای مغناطیسی، سیاه یا قرمز مایل به سیاه وجود دارد. با گذراندن بخار روی آهن داغ تهیه می شود. این اکسید به طور گسترده در فریت ها، موادی با نفوذپذیری مغناطیسی بالا و مقاومت الکتریکی بالا که در حافظه های کامپیوتری خاص و پوشش های نوار مغناطیسی استفاده می شود، استفاده می شود. همچنین به عنوان رنگدانه و یک عامل پولیش استفاده می شود.

اثر اسید سولفوریک روی آهن منجر به تشکیل دو ترکیب گوگردی می شود: سولفات آهن، FeSO4، که معمولاً به عنوان هپتاهیدرات FeSO4?7H2O در دسترس است. و سولفات آهن، Fe2(SO4)3. هپتاهیدرات سولفات آهن، که در تجارت به عنوان ویتریول سبز یا مس شناخته می شود، به عنوان یک محصول جانبی از فرآیندهای صنعتی با استفاده از سنگ معدن آهن که با اسید سولفوریک تصفیه شده اند، به دست می آید. این ماده به عنوان ماده اولیه برای ساخت سایر ترکیبات آهنی و به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کند. همچنین در ساخت جوهر، کود و آفت کش ها و برای آبکاری آهن استفاده می شود. سولفات آهن در مقیاس بزرگ با افزودن اسید سولفوریک و یک عامل اکسید کننده (به عنوان مثال، اسید نیتریک یا پراکسید هیدروژن) به محلول داغ سولفات آهن تولید می شود. از آن برای ساخت زاج آهن و سایر ترکیبات آهنی استفاده می شود. به عنوان یک منعقد کننده در تصفیه آب و تصفیه فاضلاب؛ و به عنوان ماده (تثبیت کننده) در رنگرزی و چاپ پارچه.

http://aahan.loxblog.com/post/2