الحديد
يعتبر عنصر الحديد من العناصر الهامّة في حياة الإنسان والحيوان، كما أنه يحتّل المرتبة الرابعة في قائمة العناصر المتواجدة في القشرة الأرضية وهو من أكثر العناصر المعدنيّة استعمالاً، وهو عنصر مستقر للغاية وذلك إثر توازن القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية داخل نواة الذرة، ويدخل في العديد من الأدوات والمستلزمات في حياة الإنسان كالأفران والمدافئ وغيرها.
ينحدر عنصر الحديد من مجموعة الفلزّات الانتقالية، ويُرمز له بالرمز Fe، وعدده الذرّي 26، ويحتلّ موقعاً له في الجدول الدوري في الدورة الرابعة و في المجموعة الثامنة بالتحديد، ويعتبر الحديد أكثر ليونةً من عنصر الألمنيوم عند بقائه في حالته النقيّة، وكلما أردنا زيادة صلابته نُضيف نسبةً معينة من بعض الكربون أو العناصر السبائكية. تمّ إنتاج أول كمية من الفولاذ في العصر الحديدي وكان ذلك في شرق السودان.
تكوينه
تبدأ عملية تكوّن الحديد بالتزامن مع دورة حياة النجوم العملاقة وتُسمّى هذه المرحلة بعملية احتراق السيليكون التي تبدأ بعملية الاندماج بين نواة ذرة كالسيوم مع أخرى من ذرة الهيليوم ليكون الناتج ذرة غير مستقرة من تيتانيوم لتندمج الأخيرة مع ذرة أخرى من ذرات الهيليوم فتتكون ذرة غير مستقرة من الكروم، وتبقى دورة الاندماج هكذا حتى تتكوّن ذرّة غير مستقرة من الحديد لتتّحد مع ذرة جديدة من الهيليوم لتنتج عنها ذرّة غير مستقرّة من النيكل، وتنتج ذرة الحديد المستقرة عن تحلّل ذرة النيكل بعد تعرّضها لعدة اندماجات إلى ذرة غير مستقرة من الكوبالت.
صدأ الحديد
ينشأ الصدأ كمادة حمراء على سطح الحديد إثر حدوث عملية تأكسد بين ذرات الحديد والأكسجين الموجود في الهواء تحت تأثير ونتائج الرطوبة، وتعتبر هذه المادة (الصدأ) من أكثر العوامل التي تضعف بنية الحديد وتساعد على زيادة فرصة هشاشته، ووفق التفسير العلمي فإنّ صدأ الحديد يُعّد أكسيداً مميّها للحديد؛ إذ إنّه يتكوّن نتيجة مزج ما بين مادتي أكسيد الحديد الثنائي والثلاثي إلى جانب هيروكسيد الحديد الثلاثي إلى جانب عامل جزيئات الماء.
ونضيف إلى معلوماتك أنّ الحديد يصدأ إثر تعرّضه لكل العوامل مجتمعة التي تؤدّي إلى الصدأ وهي الأكسجين والرطوبة معاً؛ وإذا فُقد أحد هذه العوامل لا تتم عملية الصدأ، لذلك بدأت عملية مقاومة الصدأ من خلال خلط الحديد مع عناصر كيميائية مقاومة للصدأ وتتخّذ اسم الصلب غير القابل للصدأ أو التأكسد، وكما تتمّ حماية الحديد من الصدأ بطلائه بالخارصين وتغليفه بشكلٍ كامل بها من خلال عملية تعرف بالغلفنة، أو عزل السطح عن هذه العوامل.
أضرار الصدأ
يؤدي حدوث الصدأ للأسطح الحديدية إلى حدود فقدان اللمعان للمعدن، ويتمّ تحديد مدى فقدان اللمعان للمعدن من خلال شكل انعكاس الضوء إثر تكوّن الصدأ على سطحه، ويتمّ علاج و دواء هذه المشكلة بإضافة حمض قوي إلى السطح الذي تَعرّض للصدأ، أو بإمكاننا تفادي وقوع هذه المشكلة بقصدرة السطح لمنع وصول الأكسجين إلى المعدن المراد حمايته وبالتالي الحيلولة دون وقوع الصدأ.
