ما هي كثافة الحديد ؟
ما هي كثافة الحديد؟، الحديد معدن وعنصر كيميائي فلزي، الغرض الرئيسي منه هو حمل الأكسجين في الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء في كل أنحاء الجسم حتى تتمكن الخلايا من إنتاج الطاقة، الحديد يساعد أيضا في إزالة ثاني أكسيد الكربون.
محتويات المقال
ما هو الحديد؟
- لابد من معرفة أن الحديد معدن، وأنه عنصر من عناصر المجموعة الثامنة من الجدول الدوري، إنه لامع، مرن، فضي اللون، وجدت كمية كبيرة في قلب الأرض في شكل منصهر.
- الحديد عبارة عن مادة صلبة هشة، هو المعدن الأكثر وفرة من بين جميع المعادن، شكله النقي يتآكل بسرعة من التعرض للهواء الرطب وارتفاع درجات الحرارة.
- الحديد مهم لبقاء الكائنات الحية، حيث أنه في النباتات يلعب دوراً في إنتاج الكلوروفيل، في الحيوانات، هو أحد مكونات الهيموجلوبين وهو بروتين في الدم ينقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة في الجسم.
- الحديد في جسم الإنسان عنصر أساسي، من الجدير بالذكر أن أهميته تتمثل في أنه يعمل على نقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم.
- من خلال فحص تكوين المعادن في النيازك الحديثة، تم التوصل من خلال الكثير من العلماء أنه عند فحص النيازك الواصلة إلى الأرض أن 90% من كتلة النيازك هي من الحديد.
شاهد أيضًا: ما هي خواص الحديد
أهمية الحديد في جسم الإنسان؟
عندما يصبح مخزون الحديد في الجسم منخفض للغاية بحيث لا يمكن صنع خلايا دم حمراء طبيعية كافية لحمل الأكسجين بكفاءة، تتطور حالة تعرف باسم فقر الدم بعوز الحديد.
عندما تكون مستويات الحديد منخفضة في جسم الإنسان، فإن ذلك يؤدي إلى شعور الإنسان بالضعف وصعوبة الحفاظ على درجة حرارة الجسم غالباً ما ينتج عنها، قد تشمل الأعراض الآتية:
- شحوب الجلد والأظافر.
- دوخة.
- صداع الرأس.
- التهاب اللسان (اللسان الملتهب).
- على الرغم من توفر الحديد على نطاق واسع في الطعام، إلا أن بعض الأشخاص مثل الفتيات المراهقات والنساء الذين تتراوح أعمارهم بين 19 و50 عاماً، قد لا يحصلون على الكمية التي يحتاجونها يومياً من الحديد.
- كما أنه مصدر قلق للأطفال الصغار والنساء الحوامل أو القادرات على الحمل، إذا كانت هناك حاجة لعلاج نقص الحديد، فسيقوم مقدم الرعاية الصحية بتقييم حالة الحديد وتحديد الشكل الدقيق للعلاج والذي قد يتضمن تغييرات في النظام الغذائي أو تناول المكملات الغذائية.
- قد يوصي طبيب أطفال بتناول مكملات إلى طفل سابق لأوانه أو به وزن منخفض عند الولادة ومرضع.
- بعد ستة أشهر تزداد حاجتهم إلى الحديد، وبالتالي فإن إدخال الأطعمة الصلبة عندما يكون الطفل جاهزاً للنمو يمكن أن يساعد في توفير مصادر الحديد.
ما مقدار الحديد الذي يحتاجه الإنسان؟
على الرغم من أن جسمك جيد جداً في التكيف مع المستويات الأقل أو الأعلى عن طريق امتصاص أكثر أو أقل من الحديد حسب الحاجة، إلا أن المستويات الموصي بها مصممة لتلبية احتياجات الغالبية العظمى من السكان، فيما يلي الكميات الغذائية الحالية الموصي بها للحديد:
الأطفال 1-3 (7 ملغ).
الأطفال 4-8 (10 ملغ).
الأطفال 9-13 (8 ملغ).
ذكور 14-18 (11 ملغ).
إناث 14-18 (15 ملغ).
ذكور 19 + (8 ملغ).
إناث 19-50 (18 ملغ).
إناث 51 + (8 ملغ).
ما هي كثافة الحديد؟
من الجدير بالذكر أن كثافة الحديد تبلغ حوالي ما يقارب من 7700 كغم/م3، كثافة حديد التسليح (المباني)=7850كغم/ م3.
شاهد أيضًا: فوائد لعب الحديد وأضراره
استخدامات الحديد
- الحديد هو معدن، إنه يصدأ بسهولة، لكن الأهم من ذلك كله أن حوالي 90 ٪ من جميع المعادن المكررة اليوم تتكون من الحديد.
- يتم استخدام الحديد في تصنيع الصلب، كما أنه يتم استخدامه أيضاً في الهندسة المدنية (الخرسانة المسلحة، عوارض وغيرها) وفي التصنيع.
- هناك العديد من أنواع الصلب المختلفة ذات الخصائص والاستخدامات المختلفة، الفولاذ الكربوني العادي عبارة عن سبيكة من الحديد مع الكربون (من 0.1٪ الصلب الطري إلى 2٪ الفولاذ عالي الكربون)، بكميات صغيرة من العناصر الأخرى.
- يحتوي الحديد المصبوب على 3 إلى 5٪ كربون، يتم استخدام الأنابيب والصمامات والمضخات، أنها ليست صعبة مثل الصلب لكنها أرخص، يمكن صنع المغناطيس من الحديد وسبائكه ومركباته.
- من الجدير بالذكر أنه يتم استخدام محفزات الحديد في عملية هابر لإنتاج الأمونيا، كما أنه يتم استخدامه في عملية فيشر تروبش لتحويل غاز التخليق (الهيدروجين وأول أكسيد الكربون) إلى وقود سائل.
- يتم استخدام الحديد في صنع الجسور وأعمدة الكهرباء وسلاسل الدراجات وأدوات القطع وبرميل البنادق.
الوفرة الطبيعية للحديد
- يعد الحديد أيضاً العنصر الرابع الأكثر شيوعاً في قشرة الأرض من حيث الوزن، ويعتقد أن جزءاً أساسياً من الأرض يتكون من الحديد، إلى جانب كونه شائع على الأرض، فهو وفير في الشمس والنجوم.
- أكثر أنواع الحديد التي تحتوي على الحديد شيوعاً هي الهيماتيت، ولكن يوجد الحديد على نطاق واسع في المعادن الأخرى مثل المغنتيت.
- من الجدير بالذكر أنه يتم إنتاج الحديد في فرن الصهر عن طريق تسخين الهيماتيت أو المغنتيت مع فحم الكوك (الكربون) والحجر الجيري (أو كما يعرف كربونات الكالسيوم)، هذا يشكل الحديد الصب، والذي يحتوي على حوالي 3 ٪ من الكربون والشوائب الأخرى ولكن يستخدم لصنع الصلب.
- يتم إنتاج حوالي 1.3 مليار طن من الفولاذ الخام في جميع أنحاء العالم كل عام.
تاريخ الحديد
- تم العثور على أجسام حديدية في مصر يرجع تاريخها إلى حوالي 3500 قبل الميلاد، أنها تحتوي على حوالي 7.5 ٪ النيكل، مما يدل على أنهم كانوا من أصل نيزكي.
- من المهم معرفة أنه أول شخص قام بتشريح أنواع الحديد المختلفة هو رينيه أنطوان فيركولت دي ريومور الذي كتب كتاباً عن هذا الموضوع في عام 1722.
- قد أوضح هذا كيف تم التمييز بين الفولاذ والحديد المطاوع والحديد الزهر بكمية الفحم (الكربون)، اعتمدت الثورة الصناعية التي بدأت في نفس القرن بشكل كبير على هذا المعدن.
الخصائص الفيزيائية للحديد
- انه يصدأ في الهواء الرطب، ولكن ليس في الهواء الجاف.
- يذوب بسهولة في الأحماض المخففة.
- في درجة حرارة الغرفة، هذا المعدن في شكل الفريت.
- يذوب عند 1536 درجة مئوية ويغلي عند 2861 درجة مئوية.
- كونه معدن مغناطيسي في الطبيعة.
بعض الحقائق عن الحديد
- يحتوي الجسم البشري المتوسط على حوالي 4 غرامات من هذا الحديد في شكل الهيموغلوبين في الدم.
- إنه العنصر السادس الأكثر شيوعاً في الكون.
- تم العثور على الحديد في كل من النواة الداخلية والخارجية للأرض.
- تم العثور على الحديد على الكواكب الصخرية كأثر انصهار في النجوم ذات الكتلة الأعلى.
- من الجدير بالذكر أن الحديد موجود في العديد من حالات الأكسدة المختلفة.
- في حين يوجد الحديد غالباً في البيئات التي تحتوي على نسبة منخفضة من الأكسجين، إلا أنه لابد من معرفة أنه شديد التفاعل مع كل من الأكسجين والماء.
- غالباً ما يظهر الحديد بلون فضي لامع، ولكنه يتأكسد في للصدأ في الهواء.
- الحديد النقي عنصر في الواقع لين جداً.
- يعود اللون الأحمر العميق للدم إلى البروتينات الغنية بالحديد الموجودة في جميع الكائنات الحية.
- خصائص الحديد مستقرة لدرجة أن الحديد يستخدم غالباً للمقارنة والمعايرة.
- يحتوي الحديد على أربعة أشكال معروفة الأثرية.
- الحديد هو أثقل عنصر يتم إنشاؤه من خلال حرق السيليكون للنجوم الساخنة.
- بدأ إنتاج الحديد للأدوات منذ عام 3600 قبل الميلاد.
- هناك عدد أقل من القطع الأثرية الحديد من تلك الفترة الزمنية بسبب تآكل الحديد.
- يذكر الحديد في الكتاب المقدس في سفر التكوين في إشارة إلى صنع الأدوات.
- الحديد في الواقع سام في جرعات عالية، ويمشط مع الأكسجين تشكيل الجذور الحرة.
ما هو العدد الذري للحديد؟
من الجدير بالذكر أن الحديد هو معدن برقم ذري 26 ورمز الحديد(fe)، ينتمي الحديد إلى السلسلة الانتقالية الأولى للجدول الدوري والمجموعة 8، وهو العنصر الأكثر شيوعاً على الأرض من خلال الكتلة، ويشكل جزءاً كبيراَ من اللب الخارجي والداخلي للأرض.
الأطعمة الغنية بالحديد
1. مصادر الحديد الحيوانية
- الكبد (دجاج، لحم ضأن).
- السردين.
- اللحم البقري.
- البيض.
- البط.
- سمك السلمون المعلب.
2. المصادر النباتية للحديد
الأطعمة النباتية التي تحتوي على الحديد غير الحالم يمكن أن توفر كمية كافية من الحديد للجسم، المصادر الجيدة للحديد تشمل التالي:
- البقوليات (مثل العدس والفاصوليا والحمص).
- بذور اليقطين وبذور عباد الشمس.
- المكسرات، خاصة الكاجو واللوز.
- الحبوب الكاملة الحبوب مثل الشوفان، الأرز البني.
- المشمش المجفف.
- الخضروات مثل اللفت والبروكلي والسبانخ والبازلاء الخضراء.
شاهد أيضًا: طريقة إزالة الصدأ من الإستانلس والحديد
في ختام رحلتنا مع ما هي كثافة الحديد؟، كان الحديد في يوم من الأيام هو المادة الإنشائية الأساسية، ولكن تم استبداله بالصلب في معظم التطبيقات، ومع ذلك لا يزال يستخدم الحديد الزهر في الأنابيب وقطع غيار السيارات مثل رؤوس الأسطوانات وعلب التروس، لايزال يستخدم الحديد المطاوع لإنتاج عناصر ديكور المنزل، مثل رفوف النبيذ وحاملي الشموع وقضبان الستائر.