بحث عن الحديد

الحديد

يُعدّ الحديد أحد أنواع العناصر الكيميائيّة، ويتميّز بأنّه من المواد الهشّة والصلبة، كما يتميّز الحديد عن المعادن الأخرى بأنّه الأكثر وفرةً؛ لذلك تُعدّ عمليّة البحث عن الحديد سهلةً مقارنةً بالمعادن الأخرى، كما أنّه العنصر الرّابع الأكثر شيوعًا بين العناصر الأخرى في سطح الأرض نسبةً للوزن بالإضافة إلى تشكّل مركز لب الأرض من كميةٍ كبيرةٍ منه، كما يتميّز العنصر بأنّه ينتشر في الشّمس والنّجوم الأخرى أيضًا وبالإضافة لوجوده في الكواكب والنّجوم فإنّه يُوجد في أجسام الكائنات الحيّة ويُعدّ مهم لحياة الأعضاء في الإنسان والحيوان، كما أنّه يلعب دورًا مهمًا في إنتاج مادّة الكلوروفيل في النبات.^[١]

بحث عن الحديد

إنّ عمليّة البحث عن الحديد سهلة باعتباره أكثر المعادن وفرةً على سطح الأرض، كما أنّه من العناصر الأساسيّة لحياة جميع الكائنات الحيّة، ويُعدّ مهمًّا لإتمام العديد من الوظائف في أجسام الثدييات؛ كتصنيع الحمض النووي وتوليد الطّاقة من المغذيّات الكبيرة عن طريق التنفّس الهوائي ونقل الأكسجين والتمثيل الغذائي وغيرها، كما يتميّز الحديد بالعديد من الخصائص والمميّزات التي تجعله أحد العناصر المهمّة في الحياة العمليّة، وقد استخدم المصريون القُدامى الأدوات المصنوعة من الحديد منذ 3500 عامٍ قبل الميلاد، كما احتوت تلك الأدوات على النيكل بنسبة 8%؛ الأمر الذي يدل على استخراج الحديد من النيازك، وقد بدأ العصر الحديدي في القرن الخامس عشر قبل الميلاد عندما بدأ المواطنون في آسيا الصغرى في صناعة الأدوات باستخدام الحديد نظرًا للخصائص التي يتميّز بها.^[٢]

وتتضمّن عمليّة البحث عن الحديد النّظر في خصائصه الكيميائيّة؛ حيث تُعدّ الخصائص الكيميائيّة للعناصر مهمّةً جدًا ويجب النّظر بها للتمكّن من معرفة المعلومات الكاملة حول ذرّات العنصر وتفاعلاته، ومن أبرز الخصائص الكيميائيّة للحديد بأنّه عنصر انتقالي يحمل الرّمز Fe في الجدول الدّوري ويبلغ العدد الذّري الخاص به 26، أمّا وزنه الذريّ فهو 55.847 ويوجد في المجموعة الثامنة من الجدول الدّوري، والدّورة السّادسة والقطاع d، كما أنّه يمتلك أربعة عشر نظيرًا معروفًا؛ إلّا أنّ الحديد المتكوّن بشكلٍ طبيعيٍ يمتلك أربعة نظائر فقط، ويبلغ مقدار الحجم الذريّ الخاص بالعنصر 7.1 سنتمتر مكعّب لكل مول، أمّا بالنسبة لحالات التأكسد فيملك الحديد تسعة حالات وهي؛ +6 ، +5 ،+4 ،+3 ،+2 ،+1 ،0 ،-1 و -2.^[٣]

كما أنّ دراسة الخصائص الفيزيائيّة للعنصر أمر ضروري ومهم في حالة إجراء بحث عن الحديد؛ حيث يتميّز الحديد بالعديد من الخصائص التي تسمح باستخدامه بالعديد من المجالات، ومن أبرز خصائصه الفيزيائيّة هي حالته الصلبة في درجة حرارة الغرفة ومظهره الفضيّ المعدنيّ اللدن والمرن، كما تبلغ درجة حرارة انصهاره 1537.85 درجة مئويّة أمّا درجة غليانه فتبلغ 2860.2 درجة مئويّة، أمّا كثافته فتبلغ 7.870 غرام لكل سنتمتر مكعّب عند درجة حرارة مقدارها 25 مئويّة، وتبلغ قيمة كثافته النوعيّة 7.874 عند درجة حرارة مقدارها 20 مئويّة، كما يُطلق حرارة انصهار بمقدار 14.9 كيلوجول لكل مول، وحرارة تبخّر بمقدار 351 كيلو جول لكل مول.^[٣]

وقد يتعرّض الحديد لبعض الظواهر الطبيعيّة المُميّزة ومنها الصدأ الذي يُعدّ أحد الظواهر التي تحدث بشكلٍ طبيعيٍ في حالة تعرّض بعض أنواع المعادن للأكسجين والماء لفترةٍ طويلةٍ من الزّمن، ويُمكن تجنّب حدوث الصدأ في حالة إبقاء المعادن المُهددة ببيئة جافّة بشكلٍ كاملٍ، ويُعدّ كل من الحديد والصلب هي المعادن الوحيدة التي تتعرّض لهذه الظّاهرة؛ حيث قد تتعرّض المعادن الأخرى للتآكل إلّا أنّها لا تصدأ، ويُعدّ الصدأ عنصر كيميائيّ ينتج عن دمج ذرّات الحديد مع بعضها البعض ومع ذرّات الأكسجين والهيدروجين، حيث تؤدّي إضافة الماء لحدوث تفاعل كيميائيّ يُنتج الصدأ، ويتمثّل التركيب الكيميائيّ لتكوّن الصدأ بالمعادلة الكيميائيّة الآتية:^[٤]
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

وتتنوّع استخدامات الحديد كتصنيع سبائك الحديد المعدنيّ مع المعادن الأخرى والكربون بشكلٍ واسعٍ بهدف خدمة المجالات التجاريّة وغيرها، أما عن أهميته لصحة الإنسان، فتكمن بأنه يُعدّ جزءًا نشطًا من جزئيات الهيموغلوبين في جسم الإنسان التي تُستخدم لنقل الأكسجين من الرئتين إلى باقي أجزاء الجسم،^[٣] كما أنّه يعود بالعديد من الفوائد لجسم الإنسان ومنها تحسين وظائف العضلات ونشاط الدّماغ والمناعة والتّركيز وطاقة التّمثيل الغذائيّ والنوم، كما أنّه يسهم بالحد من الإرهاق ومساعدة متلازمة تململ الساقين وحمل الأكسجين ومحاربة الأمراض المُزمنة وتقليل فقر الدّم وتنظيم حرارة الجسم، ولذلك لا يُمكن التهاون بفوائد هذا المعدن وإدراك الخطورة النّاتجة عن نقصه في الجسم.^[٥]

وتكمن أهميّة الحديد الأساسيّة أيضًا في نمو الجسم والمحافظة على تقوية الصحّة العامّة؛ حيث إنّه مركّب بروتيني أساسي لعمليّة التّمثيل الغذائيّ، ويحتاجه الجسم لتصنيع خلايا الدّم الحمراء، كما يتمكّن جسم الإنسان من الاحتفاظ بنسبة 25% من الحديد للاستخدام المُستقبليّ خاصةً في حالة عدم تلقّي الكميّة المناسبة من النظام الغذائيّ، وظهر أثناء البحث عن الحديد في جسم الإنسان بأنّه يتواجد بنسبة 70% في الهيموجلوبين والميوجلوبين، كما تتواجد نسبة 5% منه في مركبات البروتينات المتعددة والمهمّة لنشاط بعض أنواع الإنزيمات، أمّا باقي النسبة وهي 25% فتُوجد في الفيريتين الذي يُوجد في الخلايا؛ ويتميّز الفيريتين بقدرته على تخزين مكمّلات الحديد لمدّة 3 سنوات في الرّجال ولمدّة سنة واحدة للنساء؛ الأمر الذي يُفسّر زيادة أعداد النساء المُصابات بمرض الأنيميا أو فقر الدّم بسبب نقص الحديد مقارنةً بأعداد الرّجال المصابين.^[٥]

المراجع

1. ↑ "Facts About Iron", www.livescience.com, Retrieved 01-08-2019. Edited.
2. ↑ "IRON", www.encyclopedia.com, Retrieved 31-07-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت} "Iron Facts", www.thoughtco.com, Retrieved 01-08-2019. Edited.
4. ↑ "How Does Rust Form?", sciencing.com, Retrieved 01-08-2019. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "17 Surprising Benefits Of Iron", www.organicfacts.net, Retrieved 01-08-2019. Edited.