الحديد
تعتبر القشرة الأرضية مخزنا للكثير من العناصر الكيميائية ذات الأهمية وفائدة الكبيرة لحياة البشر، وتختلف هذه العناصر في أشكالها وألوانها وخصائصها ومدى صلابتها، حيث إن لكل عنصر خصائص معينة تميزه عن غيره من باقي العناصر، ومن أشهر أمثلة العناصر الكيميائية هو الحديد، والذي يندرج تحت قائمة العناصر الكيميائية الفلزية، ويحمل عددا ذريا مقداره 26، بحيث يكون موقعه في المجموعة الثامنة والدورة الرابعة من الجدول الدوري، وتتميز ذرات الحديد بقدرتها الكبيرة على الاستقرار، وذلك بسبب التوازن الحاصل بين القوتين الكهرومغناطيسية والنووية داخل نواة الذرة، إذ يعد من أكثر العناصر استقرارا على الإطلاق، كما أنه في الطبيعة يكون لينا أكثر من الألمنيوم، إلا أنه يتم إضافة بعض العناصر السبائكية، مثل الكربون لتتضاعف صلابته ألف مرة أكثر من الحديد النقي.
ويحتل الحديد المرتبة الرابعة بين باقي العناصر من حيث كثرة وجوده، كما يعد أقدم المعادن التي اكتشفها الإنسان، فمنذ القدم كان يتم استخدام الحديد في الكثير من المجالات وحتى يومنا هذا، والحديد ذو لون فضي في الأصل، إلا أنه قد يتحول إلى البني بسبب تلك الطبقة التي تتراكم على سطحه نتيجة تأكسده مع الهواء، وتسمى هذه الطبقة البنية بالصدأ، والذي ينشأ جراء تفاعل مادة الحديد مع الأكسجين ليكون أكاسيد الحديد أو كما تسمى الصدأ، ويعد ظهور الصدأ على الحديد علامة على ضعفه، لأن هذه المادة تجعل الحديد أكثر هشاشة وأكثر تعرضا للتآكل، مما يفقد الحديد أهميته ويجعله غير صالح للاستخدام.
طرق ووسائل حماية الحديد من الصدأ
للإبقاء على الحديد كتعرف ما هو فضي اللون وصلب، هنالك عدة طرق ووسائل يتم اتباعها لحمايته من الصدأ، والتي هي كالآتي:
- إضافة عناصر سبائكية مثل الكروم والنيكل إلى الحديد لتشكيل الستانلس ستييل، الذي يقاوم الصدأ ويقلل منه.
- الوقاية بمعاملة الوسط الخارجي، وهنا إما أن تتم إزالة المركبات التي تسبب الصدأ، كأن تتم إزالة الأكسجين من الماء، أو أن تتم إضافة الماء إلى عامل يقلل من فاعليته وهذا العامل هو الكروميك-بايكرومات البوتاسيوم.
- حماية الحديد بالطلاء، وهي نوعين :
- الحماية المهبطية: وهنا يتم طلاء الحديد بعنصر آخر له قابلية للتأكسد أكثر من الحديد، بحيث يتأكسد هذا العنصر بدلا من الحديد، وهي تسمى أيضا غلفنة الحديد.
- الحماية المصعدية: وهنا يتم طلاء الحديد بعنصر آخر له قابلية للتأكسد أقل من الحديد، بحيث يلعب هذا العنصر دور المصعد الذي يتأكسد ويتآكل بدلا من الحديد.
- الحماية بالتغطية غير المعدنية: بحيث يتم طلاء الحديد بأي من الدهانات العضوية أو البلاستيكية، أو من الممكن طلاء الحديد بالشحم لوقايته من الصدأ.
- الحماية الكهربائية: وهنا يتم وصل الحديد بالمهبط (القطب السالب) في شبكة تيار مستمر يتم تغذيته من مولد أو بطارية، ومن ثم يتم وصل المصعد الموجود في الشبكة بقطع من الرصاص التي يتم استهلاكها من وقت لآخر.
