ترکیبات شیمیایی و خواص آهن

اعتقاد بر این است که آهن، دهمین عنصر از لحاظ فراوانی در جهان است. یکی از ویژگی‌های آهن این است که فراوان‌ترین (از نظر جرمی، 34.6٪) عنصر تشکیل دهنده زمین محسوب می‌شود. غلظت آهن در لایه‌های مختلف زمین از مقدار زیاد در هسته داخلی تا حدود 5٪ در پوسته‌ خارجی است.

در زمان استخراج، بیشترین میزان آهنی که می‌توان دریافت کرد از اکسیدهای این ماده است. از جمله این اکسیدها می‌توان به هماتیت، مگنتیت و تاکونیت اشاره کرد. این آلیاژ (آهن) که به همراه نیکل یکی از مواد تشکیل دهنده زمین است برای تمام ارگانیک‌های زنده، ضروری است. میزان این محصول 500 میلیون تن در سال است. 300 میلیون تن نیز آهن بازایافت شده، سالانه تولید می‌شود.

استفاده از این فلز بسیار وسیع است به ‌طوری ‌که بیشتر از 95٪ کل تناوب فلزی تولید شده در سراسر جهان کاربرد دارد. به لطف هزینه کم و مقاومت بالایی که دارد کاربردهای آن از ظروف غذا گرفته تا اتومبیل‌‌ها، از خردکن‌‌ها گرفته تا ماشین‌ لباسشویی، از کشتی‌های باری گرفته تا منگنه‌های کاغذی است. شناخته شده‌ترین آلیاژ آهن، فولاد است که به صورت انواع چدن، فولاد کربن، آهن فرفورژه، فولادهای آلیاژی ( میلگرد vcn ، فولاد ck45، میلگرد st52 و ... ) و اکسیدهای آهن در صنعت موجود است.

آهن فقط ویژگی‌های خوب ندارد! مثلا این عنصر در هوای مرطوب زنگ می‌زند! اما در هوای خشک اینگونه نیست و به راحتی در اسیدهای رقیق حل می‌‌شود. آهن از نظر شیمیایی فعال است و دو سری اصلی از ترکیبات شیمیایی، ترکیبات آهن دو ظرفیتی (II) یا آهنی و ترکیبات سه ظرفیتی آهن (III) را تشکیل می‌‌دهد.

ویژگی‌‌های آهن باعث شده که این فلز بیشتر به عنوان فلزی شناخته شود که به ما سلاح و ابزار می‌دهد و توانایی آن با استفاده از آلیاژها و عملیات حرارتی متناسب با هر کاربرد آن را به فلز اصلی در فناوری تبدیل می‌کند. آهن متداول‌ترین فلز در زندگی روزمره است که همیشه به شکل اشیای تولید شده آن را می‌بینیم.
سازه‌های بتنی حاوی آهن هستند و ماشین‌های الکتریکی از جمله ترانسفورماتور به آهن بستگی دارند. اتومبیل‌ها عمدتاً آهنی هستند و بسیاری از وسایل آهنی با لایه‌ محافظی از جنس قلع پوشیده شده‌اند. اتصال دهنده‌‌ها مانند میخ و پیچ‌هایی که استفاده می‌شوند، معمولاً از نوع آهنی هستند.

آهن در صنعت به راحتی بازیافت شده و یکی از دلایل پرطرفدار بودن این فلز بازیافت راحت آن است. البته روش‌های مختلفی برای بازیافت موجود است که به فراخور نوع آلیاژ از این روش‌ها استفاده می‌شود.

یکی از خصوصیات بارز فلز آهن این است که به ‌شدت میدان مغناطیسی دارد. هر قطعه‌ای از جنس آهن باشد، اگر در معرض میدان مغناطیسی قوی قرار بگیرد، خودش هم دارای میدان مغناطیسی می‌شود. دانشمندان بر این باورند که حدود 90٪ هسته زمین از فلز آهن تشکیل ‌شده است. نیروی مغناطیسی حاصل از این آهن همان چیزی است که قطب‌‌های مغناطیسی شمال و جنوب را ایجاد می‌کند.