סיגי ברזל: מאפיינים, אופן יצורם, רעילות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

פְּצוֹרֶת היא חומר המורכב מחלקיקים קטנים של ברזל מתכתי. החלקיקים קטנים מספיק כדי להיראות כמו חול שחור, המציג תכונות מעניינות מאוד בתגובה לאינטראקציה שלהם עם שדה מגנטי.

כמו כן, חול או תיוק זה מעורבבים לעתים קרובות עם חומרים אחרים כדי ליצור מה שנקרא נוזל פרומגנטי. זה מתנהג כאילו היה קיפוד דורבן או קיפוד שחור; או, לעומת זאת, אם הוא מכוסה בפולימר, הוא נותן רושם שהמסה שנוצרה גוזלת חיים משל עצמה תחת גירוי המגנטים.

סיגי ברזל על מגנט. מקור: Aney באמצעות ויקימדיה ויקימית.

בתמונה למעלה נראה תוצר אגרומרט של האטרקציה שמרגישים על ידי פילינג ברזל לעבר מגנט. רכוש זה שימש אותו לשימוש מאז ימי קדם באקדמיה כמניפסט של מגנטיות; או בבית הספר היסודי ובמכללה.

יש להתייחס להגשת ברזל כאל דרך פיזית אחרת לסידור המתכת. לכן אתה יכול לצפות שהיישומים שלך יסתובבו סביב חלקיקים קטנים, כמו מזהמים, בחללים קטנים או במשטחים גדולים.

מאפייני סיגי ברזל

המאפיינים של סיגי ברזל, המגיעים מחתיכות ברזל גדולות יותר, זהים לחלוטין למתכת. חלק מהתכונות הללו הן כדלקמן:

זה מוצק מגנטי עם נצנצים מתכתי ואפרפר.

-מסיס במים ובממסים אורגניים שאינם מציגים חומציות.

זה רגיש לחמצון אם הוא חשוף זמן רב מדי לאוויר ולמים.

-בשטח השטח הגדול יותר הוא יכול בקלות להבעיר אש אם הוא בא במגע עם טמפרטורות גבוהות.

נקודות התכה והרתחה שלה הן 1535 ו 3000 מעלות צלזיוס, בהתאמה.

הצפיפות של הגשות אלה היא 7.86 גרם / מ"ל.

למרות שהוא אינו מאפיין פיזי, גודל החלקיקים שלו משתנה בהתאם לשיטה איתם הם מיוצרים וכיצד הם מעובדים.

איך הם נוצרים?

כדי ליצור או ליצור סיגי ברזל בצע סדרה של צעדים פשוטים יחסית.

גזירה

זה מתחיל בחתיכת ברזל שממנה יתקבלו חלקיקיה. אם הנתח האמור הוא צינורי, משתמשים בחותך כרסום; ואם הוא שטוח, רדיאלי לחול את פני השטח, כמו גיליון עץ שמפזר נסורת.

סִנוּן

החלקיקים המתקבלים בכל אחת מהטכניקות או הכלים המשמשים לחיתוך מתכות יכולים להיות בגדלים שונים מאוד. זה רצוי כי הגיליונות יש רק את החלקיקים הקטנים ביותר; לכן הם נפטרים על מנת להפריד בין האבקה לחתיכות או גבישים גדולים יותר.

ככל שהמסננת מעודנת יותר, החלקיקים קטנים יותר והסתימות עדינות יותר. עם זאת, למטרות למידה, מסננת מטבח טיפוסית מספיקה.

רָחוּץ

לבסוף, שטפי הברזל נשטפים.

שיטה אחת מורכבת מטבילה במים, ובתחתית המכולה, הצבת מגנט להפרדת הזיהומים מהסתימות כך שהראשון יישאר תלוי; וכך, ניתן למנות את שארית המים. הליך זה חוזר על עצמו מספר פעמים עד שההגשות נחשבות לצבעוניות אפרפר מספיק.

החיסרון בשיטה הקודמת הוא שהמים מעדיפים את חמצון ההצטלבות בחלודה.

בשיטה אחרת, שלא כמו הראשונה, משתמשים בשמן מינרלי או גליצרין. השמן מסייע בהסרת חלודה או חלודה מההצטלבות על ידי תסיסה מכנית. ההיתלה מורשה לעמוד כך שההגשה תישקע לתחתית. ברגע שמבצעים את זה, מורחים את השמן המלוכלך וההליך חוזר על עצמו מספר פעמים עד שההגשה נקייה.

היתרון בשימוש בשמן הוא שמובטחת עמידות גבוהה יותר לחמצון. זהו גם אמצעי מתאים לשמירה על תיוק באחסון. כאשר הם הולכים להשתמש, הם מניחים על נייר סופג פעמים רבות ככל שיידרש עד שלא יכתים אותו.

רַעֲלָנוּת

סיגי ברזל אינם מהווים סכנה לגוף; לפחות, לא במצבים רגילים, ובהיעדר טמפרטורות גבוהות או כימיקלים המגיבים באלימות עם ברזל.

מכיוון שהם כה קטנים הם יכולים להחליק בקלות דרך הנחיריים או העיניים, וגורמים לגירוי. עם זאת, לסתימות ברזל אין ספיגה חזקה לעור, ולכן לא דווח על השפעות שליליות אפשריות.

יישומים

ניסוי קווי שדה מגנטיים

סיגי ברזל רגישים מאוד לשדה המגנטי של מגנטים. כל חלקיק ברזל מתנהג כמעין מגנט קטן המונח קו או נגד הקטבים הצפוניים והדרומיים של המגנט המרכזי.

כך, חלקיק ברזל אחד מושך ודוחה את השני, מה שמוליד תבניות מעגליות (על נייר) או כדורי (בנוזלים כמו מים ושמן). בתמונה למטה, למשל, תוכלו לראות כיצד מסודרים ברזל בשדה המגנטי המתקבל מעל שני הקטבים של מגנט.

סיגי ברזל האינטראקציה עם השדה המגנטי של מגנט. מקור: ניוטון הנרי בלאק.

מעניין עוד יותר הוא לפתח את הניסוי עם פילינגים (נקראים גם שבבים) השקועים בנוזל. נראה כי למגנט יש את הכוח להעניק להם חיים משל עצמם והתבניות המתקבלות מפתיעות יותר.

ספיגה

סדקי ברזל יכולים להיות בעלי זיקה לתרכובות מסוימות, אשר מקיימים אינטראקציה אלקטרונית עם פני השטח המתכתי שלהם.

בדרך זו הם מסוגלים להחזיק, למשל, ביו-פולימרים זרחן וסידן אלגינט. זה נעשה לצורך טיהור מדיום, כמו אגם, של תרכובות ספציפיות.

התרעה חוזרת ומקור ברזל

סיגי ברזל מייצגים מקור ברזל שונה מזה שמלחים, חלודות, גופרינים ומינרלים אחרים שלו. יש להם גם את היתרון של שטח פנים גדול יותר, אשר פרופורציונאלי לתגובה שלו או לתוספת שלו; התהליך האחרון יכול להתבצע, למשל, על ידי משקעים משותפים של ברזל.

פולימר יכול להפגין פרומגנטיות או תכונה אחרת כלשהי אם הוא מצליח לשלב ברזל מתכתי במבנה שלו מסתימות. עם זאת, חלקיקי ננוזל מברזל, שעדיין קטנים פי אלפים מאשר תיוק, יכולים לעמוד בקלות באותה מטרה.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2019). סתימות ברזל. התאושש מ: en.wikipedia.org
2. מירקו פאפונדי. (2016, 11 באוגוסט). סיגי ברזל במים. סופר-מגנטית. התאושש מ: supermagnete.de
3. מחקר תעשייתי בע"מ (2016). סתימות ברזל MSDS. התאושש מ: iron-filing.com
4. מדינת ויקטוריה. (sf). הפרדת סתימות ברזל, מלח וחול. התאושש מ: primaryconnections.org.au
5. Natarajan P, Gulliver J., Arnold B. (2016). יישום הגשת אירון להפחתת עומס זרחן פנימי באגמים. המחלקה להנדסה אזרחית, סביבתית וגיאו
6. אוניברסיטת מינסוטה, מיניאפוליס.
7. AN Bezbaruah et al. (2009). תפיסת חלקיקי ברזל בחרוזי אלגינט סידן ליישומים לתיקון מי תהום. כתב העת לחומרים מסוכנים 166. 1339-1343.