লোহা বা আয়রন [Iron]

লোহা বা আয়রন [Iron]:-

এর সংকেত— Fe  পারমাণবিক সংখ্যা— 26   পারমাণবিক ভর— 55.85    যোজ্যতা— 2 এবং 3    ঘনত্ব —7.85 গ্রাম/সিসি    গলনাঙ্ক— 1530°C   স্ফুটনাঙ্ক —2450°C  ।

উত্স: আয়রনের প্রধান আকরিকগুলি হল:  [i]  ম্যাগনেটাইট (Magnetite) Fe3O4,   [ii]  রেড হেমাটাইট (Red Haematite) Fe2O3,    [iii] আয়রন পাইরাইটিস (Iron Pyrites) FeS2    [iv] সিডারাইট (Siderite) FeCO3

আয়রনকে প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় না । পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে প্রচুর আয়রনের আকরিক পাওয়া যায় । ভারতের বিহার, পশ্চিমবঙ্গ, ওড়িশা, কর্ণাটক ও অন্ধ্রপ্রদেশে লোহার আকরিক পাওয়া যায় । ভূ-ত্বকে আয়রনের পরিমাণ 4.12 শতাংশ ।

রাসায়নিক ধর্ম :-

[১] বায়ুর সঙ্গে বিক্রিয়া [Reaction with air ]:-

[i] শুষ্ক বায়ুর সঙ্গে লোহা বিক্রিয়া করে না ।

[ii] আর্দ্র বায়ুর মধ্যে লোহা রাখলে কিছু দিনের মধ্যে লোহার ওপরে হলুদ রঙের আস্তরণ পড়ে । একে মরচে [rust] বলে । মরচে হল জলযুক্ত ফেরিক অক্সাইড, 2Fe2O3, 3H2O । আয়রনের সঙ্গে বায়ুর অক্সিজেন এবং জলীয় বাষ্পের বিক্রিয়ায় মরচে উত্পন্ন হয় । বিশুদ্ধ লোহায় মরচে পড়ে না । 

[iii] বায়ু বা অক্সিজেনের উপস্থিতিতে লোহাকে তীব্রভাবে উত্তপ্ত করলে জ্বলে ওঠে এবং ফেরোসোফেরিক অক্সাইড [Fe3O4] উত্পন্ন হয় ।

  3Fe + 2O2 = Fe3O4

[২] জলের সঙ্গে বিক্রিয়া [Reaction with water] :-

[i] সাধারণ উষ্ণতায় বিশুদ্ধ লোহার সঙ্গে জলের কোনো বিক্রিয়া হয় না ।

[ii] লোহিত তপ্ত লোহার উপর দিয়ে স্টিম চালনা করলে ফেরোসোফেরিক অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উত্পন্ন হয় ।

   3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

[৩] ক্ষারের সঙ্গে বিক্রিয়া [Reaction with alkalis]:- সাধারণ অবস্থায় ক্ষারের সঙ্গে আয়রনের বিক্রিয়া হয় না । কিন্তু গাঢ় সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের সঙ্গে আয়রন বিক্রিয়া করে সোডিয়াম ফেরাইট এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উত্পন্ন করে ।

    2Fe + 2NaOH + 2H2O = 2NaFeO2 + 3H2

[১] কাস্ট আয়রন বা ঢালাই লোহা :

কাস্ট আয়রন: এটি একটি অশুদ্ধ লোহা । এর মধ্যে 2 থেকে 4.5 শতাংশ কার্বন থাকে । এছাড়া সামান্য পরিমাণে সিলিকন [Si],  ম্যাঙ্গানিজ [Mn],  সালফার [S] এবং ফসফরাস [P] থাকে ।

কাস্ট আয়রনের ব্যবহার : ছাঁচে ঢালাই করা দ্রব্য, যেমন— লোহার নল, আলোকস্থম্ভ, উনুনের শিক প্রভৃতি প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয় । এছাড়া রট আয়রন এবং ইস্পাত প্রস্তুতিতে কাস্ট আয়রনের বেশির ভাগ অংশ ব্যবহৃত হয় ।

 

[২] স্টিল :

স্টিল: এর মধ্যে কার্বনের পরিমাণ 0.15 থেকে 1.5 শতাংশ থাকে । স্টিলকে লোহিত তপ্ত করে জলে ডুবিয়ে আবার 200°C — 350°C উষ্ণতায় উত্তপ্ত করলে এর নমনীয়তা ও দৃঢ়তা বাড়ে । এই পদ্ধতিকে ইস্পাতের পানদান বলা হয় ।

স্টিলের ব্যবহার : রেল এবং ট্রামলাইন, গাড়ি, জাহাজ, কড়ি, নানরকম যুদ্ধাস্ত্র, যন্ত্রপাতি, ছুরি, কাঁচি, ব্লেড, চাষের জন্য লাঙ্গলের ফলা, ট্রাক্টর প্রভৃতি প্রস্তুত করা হয় ।  করাত, স্থায়ী চুম্বক, সেতু, গাড়ির স্প্রিং প্রভৃতিতে স্টিল ব্যবহৃত হয় । এছাড়া স্টিলের সঙ্গে সামান্য পরিমাণ অন্য ধাতু মিশিয়ে নানারকম সংকর স্টিল [alloy steel] উত্পন্ন করা হয় । যেমন :

[i] নিকেল স্টিল : নিকেল [Ni] 3.25% — রেলের পাটি এবং বিভিন্ন গাঠনিক কার্যে ব্যবহৃত হয় ।

[ii] ইনভার : নিকেল [Ni] 3.5% — পেন্ডুলামের রড, মিটার স্কেল, প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয় ।

[iii] ম্যাঙ্গানিজ স্টিল : ম্যাঙ্গানিজ [Mn] 12 - 14% — রেল লাইন, সিন্দুক, পাথর চূর্ণ করার মেশিন, হেলমেট ইত্যাদি প্রস্তুতিতে ব্যবহার করা হয় ।  

[iv] কলংকহীন ইস্পাত বা স্টেইনলেস স্টিল : ক্রোমিয়াম [Cr] 10% - 15% — অস্ত্রোপচারে ব্যবহৃত ছুরি, কাঁচি, এবং বাসন প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয় ।

[v] ডুরায়রন : সিলিকন [Si] 16% — অ্যাসিড রাখার পাত্র রূপে ব্যবহৃত হয় ।

[vi] টাংস্টেন স্টিল : টাংস্টেন [W] 18% এবং ক্রোমিয়াম [Cr] 5% — যেসব যন্ত্র দ্রুত ঘোরানো হয়, সেসব যন্ত্র প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয় ।

 

[৩] রট আয়রন বা পেটা লোহা: এই জাতীয় লোহা অনেকটা বিশুদ্ধ । এর মধ্যে 0.1 থেকে 0.15 শতাংশ কার্বন থাকে ।

রট আয়রন বা পেটা লোহার ব্যবহার : তড়িৎচুম্বকের মজ্জা, তার, শিকল, পেরেক, ডায়নামো ও মোটরের ভিতরের অংশ, তালা-চাবি, ঢালাই করার জন্য লহর রড প্রভৃতি প্রস্তুতিতে এবং ওয়েল্ডিং -এর কাজে ব্যবহৃত হয় ।

◘ আয়রন পাইরাইটিসকে লোহার আকরিক বলা হয় না— কারণ : আয়রন পাইরাইটিস (Iron Pyrites) FeS2 থেকে সুলভে ও সহজে আয়রন নিষ্কাশন করা যায় না । পক্ষান্তরে, সালফিউরিক অ্যাসিডের পণ্য উত্পাদনের ক্ষেত্রে আয়রন পাইরাইটিস SO2 প্রস্তুত করতে ব্যবহার করা হয় । FeS2 -কে অতিরিক্ত বায়ুতে পোড়ালে SO2 উত্পন্ন হয় ।

যথা: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 (ফেরিক অক্সাইড) + 8SO2↑ । অতএব, আয়রন পাইরাইটিস [FeS2] লোহার একটি খনিজ, কিন্তু লোহার আকরিক নয় ।            

***