লোহার যৌগ। আয়রন: ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

লোহা এবং এর সংকর দিয়ে তৈরি প্রথম পণ্যগুলি খননের সময় পাওয়া গিয়েছিল এবং এটি খ্রিস্টপূর্ব ৪র্থ সহস্রাব্দের দিকে। অর্থাৎ, এমনকি প্রাচীন মিশরীয় এবং সুমেরীয়রাও গয়না এবং গৃহস্থালীর জিনিসপত্রের পাশাপাশি অস্ত্র তৈরিতে এই পদার্থের উল্কাপিণ্ড ব্যবহার করত।

আজ, বিভিন্ন ধরণের লোহার যৌগ, সেইসাথে খাঁটি ধাতু, সবচেয়ে সাধারণ এবং ব্যবহৃত পদার্থ। আশ্চর্যের কিছু নেই যে 20 শতকে লোহা হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল। সর্বোপরি, প্লাস্টিক এবং সম্পর্কিত উপকরণগুলির আবির্ভাব এবং ব্যাপক ব্যবহারের আগে, এই যৌগটি ছিল মানুষের জন্য নির্ধারক গুরুত্ব। এই উপাদানটি কী এবং এটি কী কী পদার্থ তৈরি করে, আমরা এই নিবন্ধে বিবেচনা করব৷

রাসায়নিক উপাদান লোহা

যদি আমরা পরমাণুর গঠন বিবেচনা করি, তাহলে সবার আগে আমাদের পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতিতে এর অবস্থান নির্দেশ করতে হবে।

1. আদি সংখ্যা - 26.
2. পিরিয়ড হল চতুর্থ বড়।
3. অষ্টম গ্রুপ, সেকেন্ডারি সাবগ্রুপ।
4. পারমাণবিক ওজন ৫৫, ৮৪৭।
5. বাইরের ইলেকট্রন শেলের গঠন সূত্র 3d⁶4s^{2। দ্বারা নির্দেশিত হয়।}
6. রাসায়নিক উপাদান প্রতীক - Fe.
7. নাম - লোহা, পড়াসূত্র - "ফেরাম"।
8. প্রকৃতিতে, 54, 56, 57, 58 ভর সংখ্যা সহ প্রশ্নে মৌলটির চারটি স্থিতিশীল আইসোটোপ রয়েছে।

রাসায়নিক উপাদান লোহাতেও প্রায় ২০টি ভিন্ন আইসোটোপ রয়েছে যা স্থিতিশীল নয়। সম্ভাব্য জারণ বলে যে এই পরমাণু প্রদর্শন করতে পারে:

• 0;
• +2;
• +3;
• +6.

শুধুমাত্র উপাদান নিজেই গুরুত্বপূর্ণ নয়, এর বিভিন্ন যৌগ এবং সংকর ধাতুগুলিও গুরুত্বপূর্ণ।

শারীরিক বৈশিষ্ট্য

একটি সাধারণ পদার্থ হিসাবে, লোহার উচ্চারিত ধাতবতার সাথে শারীরিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অর্থাৎ, এটি একটি ধূসর আভা সহ একটি রূপালী-সাদা ধাতু, যার উচ্চ মাত্রার নমনীয়তা এবং নমনীয়তা এবং একটি উচ্চ গলন এবং স্ফুটনাঙ্ক রয়েছে। যদি আমরা আরও বিশদে বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করি, তাহলে:

• গলনাঙ্ক - 1539 0С;
• ফোড়া - 2862 0C;
• ক্রিয়াকলাপ - মাঝারি;
• অবাধ্য - উচ্চ;
• উচ্চারিত চৌম্বক বৈশিষ্ট্য দেখায়।

পরিস্থিতি এবং বিভিন্ন তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে, লোহার গঠনের বিভিন্ন পরিবর্তন রয়েছে। ক্রিস্টাল জালির পার্থক্য থেকে তাদের ভৌত বৈশিষ্ট্য ভিন্ন।

1. আলফা ফর্ম, বা ফেরাইট, 769 তাপমাত্রা পর্যন্ত বিদ্যমান 0C.
2. 769 থেকে 917 পর্যন্ত 0C - বিটা ফর্ম।
3. 917-1394 0С - গামা ফর্ম, বা অস্টেনাইট।
4. 1394 এর বেশি 0S - সিগমা আয়রন।

সমস্ত পরিবর্তন আছেস্ফটিক জালির বিভিন্ন ধরনের গঠন, এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যেও ভিন্নতা রয়েছে।

রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, সাধারণ পদার্থ লোহা মাঝারি রাসায়নিক কার্যকলাপ প্রদর্শন করে। যাইহোক, একটি সূক্ষ্মভাবে বিচ্ছুরিত অবস্থায়, এটি বাতাসে স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলতে পারে, যখন ধাতুটি নিজেই বিশুদ্ধ অক্সিজেনে পুড়ে যায়।

জারা করার ক্ষমতা বেশি, তাই এই পদার্থের সংকর ধাতুগুলি খাদযুক্ত যৌগগুলির সাথে আবরণযুক্ত। আয়রন এর সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম:

• অ্যাসিড;
• অক্সিজেন (বাতাস সহ);
• ধূসর;
• হ্যালোজেন;
• যখন উত্তপ্ত হয় - নাইট্রোজেন, ফসফরাস, কার্বন এবং সিলিকন সহ;
• অ্যাক্টিভ ধাতুর লবণ সহ, সেগুলোকে সরল পদার্থে পরিণত করে;
• লাইভ স্টিমের সাথে;
• লোহার লবণের সাথে জারণ অবস্থায় +3.

এটা স্পষ্ট যে, এই ধরনের কার্যকলাপ দেখানো, ধাতু বিভিন্ন যৌগ গঠন করতে সক্ষম, বৈচিত্র্যময় এবং মেরু বৈশিষ্ট্যে। এবং তাই এটি ঘটে. লোহা এবং এর যৌগগুলি অত্যন্ত বৈচিত্র্যময় এবং বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, শিল্প মানবিক কার্যকলাপের বিভিন্ন শাখায় ব্যবহৃত হয়৷

প্রকৃতিতে ছড়িয়ে পড়ুন

প্রাকৃতিক লোহার যৌগগুলি বেশ সাধারণ, কারণ এটি অ্যালুমিনিয়ামের পরে আমাদের গ্রহে দ্বিতীয় সর্বাধিক প্রচুর উপাদান। একই সময়ে, তার বিশুদ্ধ আকারে, ধাতুটি অত্যন্ত বিরল, উল্কাপিণ্ডের অংশ হিসাবে, যা মহাকাশে এর বৃহৎ সঞ্চয়কে নির্দেশ করে। প্রধান ভর আকরিক, শিলা এবং খনিজগুলির সংমিশ্রণে রয়েছে।

যদিপ্রকৃতিতে প্রশ্নে থাকা উপাদানটির শতাংশ সম্পর্কে কথা বলতে, তাহলে নিম্নলিখিত পরিসংখ্যান দেওয়া যেতে পারে।

1. পার্থিব গ্রহের কোর - 90%।
2. পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে - 5%।
3. পৃথিবীর আবরণে - 12%।
4. পৃথিবীর মূল অংশে - ৮৬%।
5. নদীর জলে - 2 mg/l.
6. সমুদ্র এবং মহাসাগরে - 0.02 মিগ্রা/লি.

সবচেয়ে সাধারণ আয়রন যৌগগুলি নিম্নলিখিত খনিজগুলি গঠন করে:

• ম্যাগনেটাইট;
• লিমোনাইট বা বাদামী আয়রনস্টোন;
• ভিভিয়ানাইট;
• পিরহোটাইট;
• পাইরাইট;
• siderite;
• মার্কসাইট;
• লেলিংইট;
• মিসপিসেল;
• মিল্যান্টেরাইট এবং অন্যান্য।

এটি একটি সম্পূর্ণ তালিকা থেকে অনেক দূরে, কারণ সত্যিই তাদের অনেকগুলি রয়েছে৷ উপরন্তু, মানুষের দ্বারা সৃষ্ট বিভিন্ন সংকর ধাতু বিস্তৃত। এগুলিও এমন লোহার যৌগ, যা ছাড়া মানুষের আধুনিক জীবন কল্পনা করা কঠিন। এর মধ্যে দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে:

• ঢালাই লোহা;
• ইস্পাত।

এটি লোহা যা অনেক নিকেল ধাতুর সাথে একটি মূল্যবান সংযোজন।

লোহা(II) যৌগ

এর মধ্যে সেইগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যেখানে গঠনকারী উপাদানটির অক্সিডেশন অবস্থা +2। এগুলি বেশ অসংখ্য, কারণ এর মধ্যে রয়েছে:

• অক্সাইড;
• হাইড্রক্সাইড;
• বাইনারী যৌগ;
• জটিল লবণ;
• জটিল যৌগ।

রাসায়নিক যৌগগুলির সূত্রগুলি যেখানে লোহা নির্দেশিত অক্সিডেশন ডিগ্রী প্রদর্শন করে প্রতিটি শ্রেণীর জন্য পৃথক। তাদের মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং সাধারণ বিবেচনা করুন৷

1. আয়রন অক্সাইড (II)। কালো পাউডার, জলে অদ্রবণীয়। সংযোগের প্রকৃতি মৌলিক। এটি দ্রুত অক্সিডাইজ করতে সক্ষম, তবে, এটি সহজেই একটি সাধারণ পদার্থে হ্রাস করা যেতে পারে। এটি অ্যাসিডে দ্রবীভূত হয়ে সংশ্লিষ্ট লবণ তৈরি করে। সূত্র - FeO.
2. আয়রন(II) হাইড্রক্সাইড। এটি একটি সাদা নিরাকার অবক্ষেপ। ঘাঁটি (ক্ষার) সহ লবণের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত। এটি দুর্বল মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়, দ্রুত বাতাসে লোহা যৌগ +3 থেকে অক্সিডাইজ করতে সক্ষম। সূত্র - Fe(OH)_2.
3. নির্দিষ্ট জারণ অবস্থায় একটি উপাদানের লবণ। একটি নিয়ম হিসাবে, তারা দ্রবণ একটি ফ্যাকাশে সবুজ রঙ আছে, এমনকি বাতাসে ভাল জারিত, একটি গাঢ় বাদামী রঙ অর্জন এবং লোহা লবণে পরিণত 3. তারা জলে দ্রবীভূত হয়। যৌগিক উদাহরণ: FeCL₂, FeSO₄, Fe(NO₃)_{2 ।}

নির্ধারিত পদার্থের মধ্যে ব্যবহারিক মানটিতে বেশ কয়েকটি যৌগ রয়েছে। প্রথমত, আয়রন(II) ক্লোরাইড। এটি রক্তাল্পতা সহ মানবদেহে আয়নগুলির প্রধান সরবরাহকারী। যখন রোগীর মধ্যে এই ধরনের একটি অসুস্থতা নির্ণয় করা হয়, তখন তাকে জটিল প্রস্তুতিগুলি নির্ধারিত হয়, যা প্রশ্নে যৌগের উপর ভিত্তি করে। এভাবেই শরীরে আয়রনের ঘাটতি পূরণ হয়।

দ্বিতীয়ত, লৌহঘটিত সালফেট, অর্থাৎ আয়রন (II) সালফেট, তামার সাথে একত্রে ফসলের কৃষি কীটপতঙ্গ ধ্বংস করতে ব্যবহৃত হয়। পদ্ধতিটি এক দশকেরও বেশি সময় ধরে এর কার্যকারিতা প্রমাণ করে চলেছে, তাই এটি উদ্যানপালক এবং উদ্যানপালকদের দ্বারা অত্যন্ত প্রশংসিত৷

মোরা লবণ

এই সংযোগযা একটি হাইড্রেটেড আয়রন এবং অ্যামোনিয়াম সালফেট। এর সূত্র লেখা হয় FeSO₄(NH₄)₂SO₄ 6H_{2O. লোহার যৌগগুলির মধ্যে একটি (II), যা অনুশীলনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। মানুষের ব্যবহারের প্রধান ক্ষেত্রগুলি নিম্নরূপ।}

1. ফার্মাসিউটিক্যালস।
2. বৈজ্ঞানিক গবেষণা এবং পরীক্ষাগার টাইট্রিমেট্রিক বিশ্লেষণ (ক্রোমিয়াম, পটাসিয়াম পারম্যাঙ্গানেট, ভ্যানাডিয়াম নির্ধারণের জন্য)।
3. মেডিসিন - রোগীর শরীরে আয়রনের অভাব সহ খাবারের সংযোজন হিসাবে।
4. কাঠের পণ্যের গর্ভধারণের জন্য, কারণ মোরা লবণ ক্ষয় প্রক্রিয়া থেকে রক্ষা করে।

আরও কিছু ক্ষেত্র আছে যেখানে এই পদার্থটি ব্যবহার করা হয়। জার্মান রসায়নবিদ যিনি প্রথম উদ্ভাসিত বৈশিষ্ট্য আবিষ্কার করেছিলেন তার সম্মানে এটির নামটি পেয়েছে৷

লোহা সহ পদার্থ (III) জারণ অবস্থা

লোহার যৌগগুলির বৈশিষ্ট্য, যেখানে এটি +3-এর অক্সিডেশন অবস্থা প্রদর্শন করে, উপরে আলোচনা করা থেকে কিছুটা আলাদা। এইভাবে, সংশ্লিষ্ট অক্সাইড এবং হাইড্রক্সাইডের প্রকৃতি আর মৌলিক নয়, তবে উচ্চারিত অ্যামফোটেরিক। চলুন প্রধান পদার্থের বর্ণনা দেওয়া যাক।

1. আয়রন অক্সাইড (III)। পাউডারটি সূক্ষ্ম-স্ফটিক, লাল-বাদামী রঙের। এটি জলে দ্রবীভূত হয় না, সামান্য অম্লীয়, আরও অ্যামফোটেরিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। সূত্র: Fe₂O_3.
2. আয়রন(III) হাইড্রক্সাইড। ক্ষার যখন সংশ্লিষ্ট লৌহ লবণের সাথে বিক্রিয়া করে তখন ক্ষরণ হয় এমন একটি পদার্থ। এর চরিত্রটি অ্যামফোটেরিক উচ্চারিত হয়, রঙ বাদামী-বাদামী। সূত্র: Fe(OH)_3.
3. লবণ, যার মধ্যে ক্যাটেশন ফে³⁺ রয়েছে।এর মধ্যে অনেকগুলিকে বিচ্ছিন্ন করা হয়েছে, কার্বনেট বাদে, যেহেতু হাইড্রোলাইসিস ঘটে এবং কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত হয়। কিছু লবণের সূত্রের উদাহরণ: Fe(NO₃)₃, Fe₂(SO 4₎3_{, FeCL}3, _FeBr3 _{এবং অন্যান্য।}

উপরের উদাহরণগুলির মধ্যে, ব্যবহারিক দৃষ্টিকোণ থেকে, যেমন একটি স্ফটিক হাইড্রেট যেমন FeCL₃6H_{2O, বা আয়রন ক্লোরাইড হেক্সাহাইড্রেট গুরুত্বপূর্ণ (III)। রক্তপাত বন্ধ করতে এবং রক্তশূন্যতার ক্ষেত্রে শরীরে আয়রন আয়ন পূরণ করতে এটি ওষুধে ব্যবহৃত হয়।}

আয়রন(III) সালফেট 9-হাইড্রেট পানীয় জলকে বিশুদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি জমাট বাঁধা হিসেবে কাজ করে।

লোহা(VI) যৌগ

লোহার রাসায়নিক যৌগগুলির সূত্র, যেখানে এটি একটি বিশেষ জারণ অবস্থা +6 প্রদর্শন করে, নিম্নরূপ লেখা যেতে পারে:

• K₂FeO_4;
• Na₂FeO_4;
• MgFeO_{4 এবং অন্যান্য।}

এদের সকলের একটি সাধারণ নাম রয়েছে - ফেরেটস - এবং একই বৈশিষ্ট্য রয়েছে (শক্তিশালী হ্রাসকারী এজেন্ট)। তারা জীবাণুমুক্ত করতে সক্ষম এবং একটি ব্যাকটেরিয়াঘটিত প্রভাব রয়েছে। এটি তাদের শিল্প স্কেলে পানীয় জলের চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করার অনুমতি দেয়৷

জটিল যৌগ

বিশেষ পদার্থ বিশ্লেষণাত্মক রসায়নে খুবই গুরুত্বপূর্ণ এবং শুধু নয়। যেগুলো লবণের জলীয় দ্রবণে গঠন করে। এগুলি লোহার জটিল যৌগ। সর্বাধিক জনপ্রিয় এবং ভালভাবে গবেষণা করা হল নিম্নরূপ৷

1. পটাসিয়াম হেক্সাকায়ানোফেরেট (II)K₄[Fe(CN)₆]। যৌগটির আরেকটি নাম হল হলুদ রক্তের লবণ। এটি দ্রবণে Fe³⁺ আয়রন আয়নের গুণগত নির্ণয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। এক্সপোজারের ফলস্বরূপ, সমাধানটি একটি সুন্দর উজ্জ্বল নীল রঙ ধারণ করে, যেহেতু আরেকটি কমপ্লেক্স তৈরি হয় - প্রুশিয়ান নীল KFe³⁺[Fe²⁺ (CN) _{6]. প্রাচীন কাল থেকে, এটি কাপড়ের রং হিসেবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।}
2. পটাসিয়াম হেক্সাকায়ানোফেরেট (III) K₃[Fe(CN)₆]। আরেকটি নাম লাল রক্তের লবণ। আয়রন আয়ন Fe^{2+ নির্ধারণের জন্য গুণগত বিকারক হিসেবে ব্যবহৃত হয়। ফলস্বরূপ, একটি নীল অবক্ষেপ গঠিত হয়, যাকে টার্নবুল ব্লু বলা হয়। ফ্যাব্রিক ডাই হিসেবেও ব্যবহৃত হয়।}

জৈব পদার্থে আয়রন

লোহা এবং এর যৌগগুলি, যেমনটি আমরা দেখেছি, মানুষের অর্থনৈতিক জীবনে অনেক ব্যবহারিক গুরুত্ব রয়েছে। যাইহোক, এটি ছাড়াও, শরীরে এর জৈবিক ভূমিকা কম দুর্দান্ত নয়, বিপরীতে।

একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ জৈব যৌগ, প্রোটিন, যা এই উপাদানটি অন্তর্ভুক্ত করে। এটি হিমোগ্লোবিন। এটি তাকে ধন্যবাদ যে অক্সিজেন পরিবহন করা হয় এবং অভিন্ন এবং সময়মত গ্যাস বিনিময় করা হয়। অতএব, অত্যাবশ্যক প্রক্রিয়া - শ্বাস-প্রশ্বাসে লোহার ভূমিকা কেবল বিশাল৷

মোট, মানবদেহে প্রায় 4 গ্রাম আয়রন থাকে, যা ক্রমাগত খাওয়ার মাধ্যমে পূরণ করতে হবে।