บทเรียนทางคอมพิวเตอร์

เรื่องสมบัติของเหล็ก

ประการสอนสาระเพิ่มเติมเคมี  (45210)

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

โดยนางสมรักษ์   สีหาภาค

 

 

 

เหล็ก (Fe)

 

                   เหล็กจัดเป็นโลหะที่มีอยู่ในเปลือกโลกประมาณ  4.7% ของมวลเปลือกโลก ซึ่งจัดว่ามากเป็นอันดับ 2 รองจาก Al แต่จัดเป็นโลหะแทรนซิชันที่มีมากที่สุด และมีมากเป็นอันดับ 4 ของธาตุทั้งหมดในเปลือกโลก (รองจากออกซิเจน ซิลิกอน และอลูมิเนียม)

                   ในธรรมชาติเหล็กส่วนมากจะเกิดรวมกับธาตุอื่นๆ แร่เหล็กส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของสารประกอบออกไซด์ เช่น แร่ฮีมาไตต์ แมกนีไตต์ และแร่ limonite  (FeO(OH)) เป็นต้น แร่เหล่านี้สามารถแยกเหล็กออกได้โดยการถลุง โดยวิธีรีดิวซ์แร่ด้วยการเผากับถ่านโค๊กในเตาพ่นลม

                   สำหรับแร่เหล็กชนิดอื่นๆ เช่น ไพไรต์ และซิเดอไรต์  เมื่อนำมาถลุงจะได้เหล็กที่มีคุณภาพต่ำเนื่องจากมีกำมะถันผสมอยู่

                                      สมบัติทั่วๆ ไปของ Fe

                   1. Fe เป็นโลหะที่มีความแข็งแกร่งและเหนียวมาก จึงเหมาะที่จะใช้เป็นวัสดุโครงสร้างทำให้มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมมาก

                   2. Fe เป็นโลหะที่ว่องไวปานกลาง กลายเป็นสนิมสีน้ำตาล ได้ง่าย

                   3. สารประกอบของ ไอออน(II) ไอออนที่ไม่มีน้ำ

                   4. Fe เป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีปานกลาง ทำปฏิกิริยากับกรด HCl เจืองจางได้ ก๊าซไฮโดรเจน

                   นำไปใช้ประโยชน์ได้มาก

                  

                               

 

ประโยชน์และโทษโดยทั่วไปของ Fe

                   1. Fe ใช้ในอุตสาหกรรมเกือบทุกประเภท แต่เหล็กที่ได้จากการถลุงครั้งแรกนั้นยังมีสมบัติไม่เหมาะสมที่จะนำไปใช้ในงานต่างๆ ต้องนำมาปรับปรุงก่อน เช่น ทำให้เป็นเหล็กกล้าหรือเหล็กผสมโลหะอื่นๆ เพื่อให้ได้คุณภาพที่เหมาะสมเฉพาะอย่าง

                   เหล็กกล้าประกอบด้วยเหล็กกับคาร์บอนและอาจจะมีโลหะอื่นๆ ผสมอยู่บ้างในปริมาณที่น้อย เหล็กกล้าใช้ในงานก่อสร้าง การทำเครื่องยนต์กลไกต่างๆ รวมทั้งสิ่งที่เกี่ยวข้องกับชีวิติประจำวัน เช่น ลวด ตะปู ตัวถังรถยนต์ รถไฟ เรือ ฯลฯ

                   เมื่อนำเหล็กไปเคลือบผิวด้วยสังกะสี (โดยวิธีอิเล็กโตรลิซิส) ใช้เป็นสังกะสีมุงหลังคาและทำกระป๋องบรรจุอาหาร ซึ่งมีความทนทานต่อการผุกร่อนได้ดี

                   2. เหล็กกล้าผสม เป็นเหล็กกล้าที่ผสมอยู่กับธาตุอื่นๆ ในปริมาณต่างๆ กัน ธาตุแต่ละชนิด ที่ผสมลงไปในเหล็กกล้า จะทำให้เหล็กกล้าผสมมีสมบัติเฉพาะตัวเหมาะแก่การใช้งานในแง่ต่างๆ กัน เช่น

                   เหล็กกล้าผสมที่มี Ni 3%, Cr 1%  เหมาะสำหรับใช้ทำส่วนประกอบของเครื่องจักรพวกเฟืองเกียร์ เพลา และข้อเสือ

                   เหล็กกล้าไร้สนิมมี  Cr 18%, Ni 8% , และ C 0.4% ใช้ทำ มีด  ช้อนซ่อม  นาฬิกา เครื่องมือผ่าตัด และเครื่องมือที่ต้องการความต้านทานการผุกร่อนต่อกรดและสารเคมี