अलौह, कीमती और लौह धातुओं के प्रकार और उनकी विशेषताएं

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

धातुएं उच्च तापीय और विद्युत चालकता, सकारात्मक तापमान गुणांक और अधिक जैसी विशिष्ट विशेषताओं वाले साधारण तत्वों का एक बड़ा समूह हैं। क्या है, इसे ठीक से वर्गीकृत करने और समझने के लिए, आपको सभी बारीकियों से निपटने की आवश्यकता है। आइए आपके साथ इस तरह के बुनियादी प्रकार की धातुओं को लौह, अलौह, कीमती, साथ ही मिश्र धातुओं पर विचार करने का प्रयास करें। यह काफी व्यापक और जटिल विषय है, लेकिन हम सब कुछ ठंडे बस्ते में डालने की कोशिश करेंगे।

हर किसी को क्या पता होना चाहिए?

धातुओं को समूहों में वर्गीकृत करने से पहले, मुख्य विशेषताओं को समझना आवश्यक है। प्राथमिक में बिजली की चालकता का नकारात्मक गुणांक शामिल है। इससे पता चलता है कि जैसे-जैसे तापमान घटता है, चालकता बढ़ती है और कुछ चालक अतिचालक बन जाते हैं। साथ ही, तापमान में वृद्धि आंशिक. की ओर ले जाती हैया बैंडविड्थ का पूर्ण नुकसान। माध्यमिक विशेषताओं में एक धातु चमक, साथ ही एक उच्च गलनांक शामिल है। इसके अलावा, यौगिकों के रूप में कुछ धातुएं रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में एक कम करने वाले एजेंट की भूमिका निभाती हैं। कृपया ध्यान दें कि प्रकृति में शुद्ध धातुएं व्यावहारिक रूप से कभी नहीं पाई जाती हैं, इसलिए आपको अयस्क और सोने की डली के बारे में भी नहीं भूलना चाहिए।

लौह धातुओं के बारे में

इस समूह में लोहा, साथ ही इसके मिश्र (कच्चा लोहा, लौह मिश्र धातु) शामिल हैं। वास्तव में, लौह धातुएं लोहे और कार्बन की मिश्र धातु हैं, लेकिन इसके अलावा, अन्य रासायनिक तत्व भी हैं, जैसे सल्फर, फास्फोरस, सिलिकॉन, आदि। जो अक्सर तांबा, क्रोमियम या निकल होते हैं। सभी प्रकार की लौह धातुओं को कार्बन सामग्री द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। तो, निम्नलिखित मिश्र हैं:

• कच्चा लोहा - कार्बन की मात्रा 2 से 4.3% तक होती है, कुछ मामलों में 5% के महत्वपूर्ण स्तर तक पहुँच जाती है। विभिन्न रासायनिक तत्व सीधे उत्पाद के गुणों को प्रभावित करते हैं। तो, फॉस्फोरस के साथ सल्फर भंगुरता को बढ़ाता है, जबकि क्रोमियम और निकल एडिटिव्स कास्ट आयरन को अधिक गर्मी प्रतिरोधी और जंग के लिए प्रतिरोधी बनाते हैं।
• स्टील - कार्बन की मात्रा 2% तक। यह उच्च लचीलापन, साथ ही उच्च तकनीकी प्रदर्शन (प्रक्रिया में आसान) में कच्चा लोहा से अलग है।

कच्चा लोहा और इस्पात की विशेषताएं विस्तार से

वर्तमान में मौजूद हैकई प्रकार के कच्चा लोहा जो रोजमर्रा की जिंदगी के साथ-साथ उद्योग में उपयोग किए जाते हैं: फाउंड्री (ग्रे) और रूपांतरण (सफेद)। उत्तरार्द्ध पहले प्रकार से अलग है कि कार्बन सीमेंट के रूप में एक बाध्य अवस्था में है, पहले मामले में - ग्रेफाइट के रूप में एक मुक्त अवस्था में। इस सामग्री की ताकत में कमी इस तथ्य के कारण है कि ग्रेफाइट प्लेटें धातु की संरचना को तोड़ती हैं, जिससे यह कमजोर हो जाती है। संशोधित ग्रे कास्ट आयरन है। इसकी विशेषता यह है कि ग्रेफाइट एक गोलाकार आकार में होता है, जो उत्पाद के यांत्रिक गुणों को बढ़ाता है।

आप शायद पहले ही महसूस कर चुके हैं कि संरचना में इतना कार्बन नहीं होने के कारण वे अधिक बहुमुखी हो गए हैं। इस प्रकार, संरचनात्मक स्टील्स में 0.02 से 0.85% कार्बन होता है और निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है। उनका मुख्य लाभ अच्छी प्लास्टिसिटी है। भंगुरता की डिग्री कम है। ऐसे वाद्य यंत्र भी हैं, जिनमें कार्बन की मात्रा थोड़ी अधिक है - 0.65 से 1.4% तक, इसलिए, यह एक मजबूत मिश्र धातु है, लेकिन भंगुर है। इसका उपयोग, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, उपकरण बनाने (मशीनों और विधानसभाओं के काम करने वाले भागों को काटने, काटने) के लिए एक रिक्त के रूप में किया जाता है। यहाँ हमने लौह धातुओं के प्रकारों को देखा है, तो चलिए आगे बढ़ते हैं।

कीमती धातु

इस समूह में रासायनिक रूप से स्थिर मिश्र शामिल हैं जो पानी और हवा में ऑक्सीकरण नहीं करते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि पूरे ग्रह पर ऐसी धातुओं की संख्या अपेक्षाकृत कम है, और निष्कर्षण और प्रसंस्करण की प्रक्रिया अत्यंत जटिल और समय लेने वाली है। यदि लंबे समय तक मानव जाति केवल 7 समूहों के बारे में जानती थी, तो आज उनमें से कई हैं।अधिक। तो, सबसे प्रसिद्ध प्रकार की कीमती धातुएँ: सोना, चांदी, प्लैटिनम, ऑस्मियम, रोडियम, पैलेडियम, इरिडियम, आदि। ये सभी प्रकृति में पाए जाते हैं। तथाकथित आइसोटोप भी हैं। वे जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा प्रयोगशालाओं में प्राप्त किए जाते हैं। ऐसी सबसे महंगी धातु कैलिफ़ोर्नियम-252 है, जिसकी कीमत 500,000 डॉलर प्रति ग्राम है। आधुनिक प्रयोगशालाओं में प्राप्त ऑस्मियम-187, सबसे अधिक मांग में से एक है।

चांदी और सोने के बारे में

पाषाण युग से लोग सोने जैसी धातु से परिचित रहे हैं। यह कहना सुरक्षित है कि यह दुनिया की सबसे महत्वपूर्ण कीमती धातु है। प्रकृति में, यह अक्सर छोटी मात्रा में अशुद्धियों या चांदी के साथ मिश्र धातु में सोने की डली के रूप में पाया जाता है। असाधारण विशेषताओं में तापीय चालकता और बहुत कम प्रतिरोध शामिल हैं। बेशक, कोई भी सोने की लचीलापन को नोट करने में विफल नहीं हो सकता है, यही वजह है कि यह गहने बनाने के लिए एक अत्यंत लोकप्रिय सामग्री है। दिलचस्प तथ्य: सबसे बड़ा सोने का डला ऑस्ट्रेलिया में पाया गया था। उनका वजन लगभग 90 किलोग्राम था।

अगर हम मुख्य प्रकार की कीमती धातुओं पर विचार करें, तो हम चांदी के बारे में नहीं कह सकते। प्रकृति में यह सामग्री देशी रूप (चांदी अयस्क) में पाई जाती है। लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि मुख्य उत्पादन जटिल अयस्कों से किया जाता है, जहां अपेक्षाकृत कम चांदी होती है, लेकिन ऐसे खनिजों के भंडार अधिक आम हैं। यह एक बहुत ही नरम और नमनीय धातु है जिसमें असाधारण विद्युत और तापीय चालकता है।

रोडियम और प्लेटिनम

रोडियम एक धातु है, नहींइसलिए, अपने खनिजों का होना सबसे महंगे में से एक है। आपको प्रति ग्राम 220 डॉलर से अधिक का भुगतान करना होगा। इस महान धातु में एक नीले रंग के साथ एक चांदी का रंग होता है। यह रासायनिक और थर्मल प्रभावों के प्रतिरोध से अलग है, लेकिन इसकी नाजुकता के कारण यांत्रिक क्षति के लिए बेहद कमजोर है। चूंकि यह काफी महंगा है, इसलिए इसका उपयोग केवल वहीं किया जाता है जहां एक एनालॉग खोजना असंभव है।

यदि हम धातुओं के प्रकार और प्रकारों पर विचार करें, तो हम प्लैटिनम के बारे में नहीं कह सकते, जिसकी खोज 1952 में एक स्वीडिश रसायनज्ञ ने की थी। यह काफी दुर्लभ सामग्री है और प्रकृति में अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातुओं के संयोजन में ही पाई जाती है। खनन प्रक्रिया बेहद श्रमसाध्य है और इसके लिए बड़े निवेश की आवश्यकता होती है, लेकिन यह इसके लायक है, क्योंकि आज तक ज्ञात कोई भी एसिड प्लैटिनम को प्रभावित नहीं करता है। गर्म करने पर, यह अपना रंग नहीं बदलता है और ऑक्सीकरण नहीं करता है।

अलौह धातुओं के प्रकार

यह समूह सबसे अधिक मांग में है, क्योंकि अधिकांश सामग्री लुढ़का हुआ धातु के उत्पादन के लिए कच्चा माल है। यदि हम कार्यक्षेत्र की बात करें तो यह काफी व्यापक है, यह है: यांत्रिक अभियांत्रिकी, धातु विज्ञान, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च प्रौद्योगिकी, आदि। भौतिक गुणों के अनुसार अलौह धातुएँ निम्न प्रकार की होती हैं:

• भारी (सीसा, जस्ता, टिन, निकल, आदि);
• प्रकाश (एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, मैग्नीशियम, आदि)।

इस वर्गीकरण के अनुसार प्रकाश और भारी धातुओं का धातु विज्ञान है। यह कोई रहस्य नहीं है कि इस समूह से बिल्कुल कोई भी तकनीक बनाई जा सकती है। कृपया ध्यान दें कि रंग के लिएलोहे को छोड़कर सभी प्रकार के धातु मिश्र धातु शामिल हैं। अब चलते हैं।

भारी धातुओं के मुख्य प्रकार

आज तक, सामग्री के इस समूह की अवधारणा की लगभग 40 परिभाषाएँ हैं। विशिष्ट विशेषताओं में एक प्रभावशाली परमाणु भार है, आमतौर पर 50 से अधिक। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि वैनेडियम (घनत्व की परवाह किए बिना) के बाद आने वाली हर चीज को सूची में शामिल किया जाना चाहिए। लेकिन अगर एक और परिभाषा का उपयोग किया जाता है, तो निर्धारण पैरामीटर घनत्व हो सकता है, जो लोहे से अधिक होना चाहिए (8 ग्राम/सेमी3)। इस मामले में, सूची में शामिल होंगे: सीसा, पारा, तांबा, लेकिन टिन सूची के पीछे होगा। आज, इस समूह द्वारा पर्यावरण प्रदूषण का मुद्दा अत्यंत विकट है। यह इस तथ्य के कारण है कि भारी उद्योग में कई धातुओं का उपयोग किया जाता है और सीवेज के साथ समुद्र में समाप्त हो जाता है। मुख्य समस्या पारा, सीसा, कैडमियम की उच्च विषाक्तता है। इसके अलावा, कुछ प्रकार की भारी धातुएं जीवित जीवों में जमा हो जाती हैं। तो, 1977 में पारा विषाक्तता के कारण, 2300 से अधिक पीड़ित थे।

बुध, सीसा और कैडमियम

ये सबसे खतरनाक भारी अलौह धातुएं हैं। वे मुख्य पर्यावरण प्रदूषक हैं। पारा मनुष्यों के लिए एक अत्यधिक विषैली धातु है, यह वायुमंडल के माध्यम से और सीवेज के साथ समुद्र में प्रवेश करती है। जब बिजली संयंत्रों में कोयले को जलाया जाता है, तो पारा यौगिकों को वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है और फिर वर्षा के रूप में समुद्र में गिर जाता है। इसके अलावा, उनमें कई मीठे पानी और समुद्री जीवन जमा हो जाते हैंशरीर में पारा की एक महत्वपूर्ण मात्रा, जो एक से अधिक बार मानव विषाक्तता का कारण बनी, और यहां तक कि मृत्यु भी।

कैडमियम एक बिखरा हुआ और काफी दुर्लभ तत्व है जो धातुकर्म और अयस्क-ड्रेसिंग उद्योगों से अपशिष्ट जल के साथ समुद्र में प्रवेश करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कैडमियम मानव शरीर में मौजूद है, लेकिन यह बहुत छोटा है। पुरानी विषाक्तता में, हड्डियां नष्ट हो जाती हैं, और एनीमिया शुरू हो जाता है। जहां तक लेड की बात है तो यह धातु लगभग हर जगह बिखरी हुई अवस्था में पाई जाती है। इस प्रकार की धातुएँ, जिनकी तस्वीरें हमने ऊपर दी हैं, शरीर से बाहर निकल जाती हैं, बल्कि धीरे-धीरे, इसलिए उनकी अधिकता गंभीर स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बनती है। महाद्वीपीय धूल के साथ, लगभग 25,000 टन सीसा वर्षा के साथ समुद्र में प्रवेश करता है।

नोट

जैसा कि आप देख सकते हैं, धातुओं के कई प्रकार और गुण होते हैं। कुछ भी खतरनाक नहीं है, और हर दिन हम अपने हाथ में एक चांदी का क्रॉस और एक सोने की अंगूठी पहनते हैं। रेडियोधर्मी पदार्थ एक व्यक्ति को मार सकते हैं, इसलिए दुनिया भर के पर्यावरणविद् समुद्र और वातावरण में खतरनाक धातुओं की रिहाई के मुद्दे को आंशिक रूप से हल करने का प्रयास कर रहे हैं। बेशक, ऐसी समस्याओं को हल करना बहुत मुश्किल है, खासकर यह देखते हुए कि ज्यादातर उद्यमी संपर्क नहीं करते हैं। फिर भी, यह मत भूलो कि कंडक्टर के बिना, जिसमें धातु भी शामिल है, विद्युत सर्किट असंभव हैं, और लोहे के बिना कोई कार और अन्य चीजें हमारे लिए परिचित नहीं होंगी।

हमने मेंडलीफ की आवर्त सारणी के तथाकथित रेडियोधर्मी धातुओं के समूह को नहीं छुआ है। यहांशामिल हैं: टेक्नेटियम, पोलोनियम, प्रोमेथियम, आदि। मुख्य उद्देश्य परमाणु रिएक्टरों और हथियारों में उपयोग है, जो उन्हें बहुत खतरनाक बनाता है।

निष्कर्ष

आपने देखा होगा कि धातु कई प्रकार की होती है। प्रकृति में, उनमें से अधिकांश अयस्कों के रूप में मौजूद होते हैं और विभिन्न सल्फाइड, कार्बोनेट और अन्य रासायनिक यौगिक बनाते हैं। शुद्ध धातुओं को प्राप्त करने और उनके आगे के उपयोग के लिए, आधुनिक तकनीकी सफाई और संवर्धन लाइनों का उपयोग किया जाता है। निश्चित रूप से आपको यह जानने में दिलचस्पी होगी कि मानव शरीर में भी थोड़ी मात्रा में धातु के यौगिक होते हैं - लगभग 3%। तो, हमारे पास हड्डियों में कैल्शियम है, रक्त में लोहा है, मैग्नीशियम लगातार मांसपेशियों में जमा होता है, और यकृत में तांबा होता है।

ठीक है, सिद्धांत रूप में, केवल इतना ही कहा जा सकता है कि किस प्रकार के धातु मिश्र मौजूद हैं। इस तथ्य के बावजूद कि यह एक जटिल विषय है, यह उन लोगों के लिए रुचिकर हो सकता है जो धातु विज्ञान के शौकीन हैं।