இரும்பு என்பது மனித வரலாற்றில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களில் ஒன்றாகும், மேலும் அதன் பயன்பாடுகள் பண்டைய கருவிகள் முதல் நவீன கட்டுமானப் பொருட்கள் வரை உள்ளன. அதன் எளிமையான மற்றும் மிகவும் பழக்கமான வடிவங்களில் இரும்பு நகங்கள் உள்ளன, அவை மரம், உலோகம் மற்றும் பிற பொருட்களில் சேர ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அறிவியல் கல்வி மற்றும் நடைமுறை விவாதங்கள் இரண்டிலும் எழும் ஒரு பொதுவான கேள்வி என்னவென்றால், இரும்பு நகங்கள் அவற்றின் வேதியியல் தன்மையில் Fe²⁺ (FROUS) அல்லது FE³⁺ (FERRIC) என்பதை. இதற்கு பதிலளிக்க, உலோக இரும்பு, ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் இரும்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்.
இரும்பு ஒரு உலோகமாக (Fe⁰)
அதன் அசல் வடிவத்தில் ஒரு இரும்பு ஆணி பற்றி நாம் பேசும்போது, அது உலோக இரும்பால் ஆனது, வேதியியல் ரீதியாக Fe⁰ என எழுதப்பட்டுள்ளது. இந்த நிலையில், இரும்பு அணுக்கள் அயனிகள் அல்ல (அவை இழக்கப்படவில்லை அல்லது எலக்ட்ரான்களைப் பெறவில்லை). அதற்கு பதிலாக, அவை ஒரு உலோக லட்டு கட்டமைப்பில் உள்ளன, அங்கு வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்கள் பல அணுக்களில் இடமாற்றம் செய்யப்பட்டு பகிரப்படுகின்றன. இதனால்தான் உலோக இரும்பு மின்சாரம் நடத்துகிறது, இணக்கமானது, மேலும் நகங்கள், விட்டங்கள் அல்லது தாள்களாக வடிவமைக்கப்படலாம்.
எனவே, கண்டிப்பாகச் சொல்வதானால், ஒரு புதிய இரும்பு ஆணி fe²⁺ அல்லது fe³⁺ அல்ல - இது Fe⁰.
இரும்பு நகங்கள் துருப்பிடிக்கும்போது என்ன நடக்கும்?
புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட இரும்பு ஆணி உலோக fe⁰ என்றாலும், அது அரிதாகவே நீண்ட காலமாக இருக்கும். இரும்பு எதிர்வினை மற்றும் ஈரப்பதம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனுக்கு வெளிப்படும் போது, அரிப்புக்கு உட்படுகிறது, இரும்பு ஆக்சைடுகளை உருவாக்குகிறது - பொதுவாக துரு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
Fe²⁺ (இரும்பு அயன்): இரும்பு அணுக்கள் இரண்டு எலக்ட்ரான்களை இழக்கும்போது, அவை Fe²⁺ ஆகின்றன. இது பொதுவாக அரிப்பின் ஆரம்ப கட்டங்களில் அல்லது இரும்பு அமிலக் கரைசல்களில் கரைக்கும் போது நிகழ்கிறது. FEO (இரும்பு (II) ஆக்சைடு) போன்ற கலவைகளில் இரும்பு இரும்பு உள்ளது.
Fe³⁺ (ஃபெரிக் அயன்): இரும்பு மூன்று எலக்ட்ரான்களை இழக்கும்போது, அது Fe³⁺ ஆகிறது. Fe₂o₃ (இரும்பு (III) ஆக்சைடு) போன்ற அதிக ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட சேர்மங்களில் இது பொதுவானது. ஃபெரிக் அயனிகள் பெரும்பாலும் துருவின் சிவப்பு-பழுப்பு நிறத்துடன் தொடர்புடையவை.
துரு ஒரு ஒற்றை, சீரான கலவை அல்ல, மாறாக Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ ஆக்சைடுகள் மற்றும் ஹைட்ராக்சைடுகளின் கலவையாகும், இது பெரும்பாலும் ஹைட்ரேட்டட் இரும்பு (III) ஆக்சைடு, Fe₂o₃ · Xh₂o என குறிப்பிடப்படுகிறது.
இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு இரும்பு ஆணி துருப்பிடிக்கும்போது, உள்ளூர் சூழல் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் கட்டத்தைப் பொறுத்து, fe²⁺ மற்றும் fe³⁺ இனங்கள் இரண்டும் இருக்கக்கூடும்.
Fe² vs. Fe³: வேதியியல் வேறுபாடு
Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ இடையிலான வேறுபாடு அவற்றின் எலக்ட்ரான் உள்ளமைவு மற்றும் வேதியியல் நடத்தையில் உள்ளது:
Fe²⁺ (இரும்பு)
இரண்டு எலக்ட்ரான்களை இழந்தது
சற்று பெரிய அயனி ஆரம்
ஆக்ஸிஜன்-ஏழை சூழல்களில் மிகவும் நிலையானது
FEO, FESO₄ போன்ற சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது
Fe³⁺ (ஃபெரிக்)
மூன்று எலக்ட்ரான்களை இழந்தது
வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற பண்புகள்
ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த சூழல்களில் மிகவும் நிலையானது
Fe₂o₃, fecl₃ போன்ற சேர்மங்களில் காணப்படுகிறது
நகங்கள் காற்றில் (ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த) மற்றும் பெரும்பாலும் ஈரப்பதத்திற்கு ஆளாகின்றன என்பதால், ஃபெம்பரி கலவைகள் காலப்போக்கில் துருவில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, இது சிவப்பு நிற சாயலைக் கொடுக்கும்.
நடைமுறை தாக்கங்கள்
கட்டுமானத்தில்: வெளிப்புற அல்லது கட்டமைப்பு பயன்பாட்டிற்கான நகங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, அரிப்பு ஒரு முக்கிய கவலையாகும். உற்பத்தியாளர்கள் பெரும்பாலும் இரும்பு நகங்களை துத்தநாகம் (கால்வனிசேஷன்) அல்லது பிற பாதுகாப்பு அடுக்குகளுடன் துருவைத் தடுக்கச் செய்கிறார்கள், ஏனெனில் Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ உருவாக்கம் இரண்டும் ஆணியை பலவீனப்படுத்துகின்றன.
வேதியியல் கல்வியில்: மாணவர்கள் பெரும்பாலும் இரும்பின் ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளை குழப்புகிறார்கள். ஆணி தானே Fe⁰, ஆனால் சுற்றுச்சூழலுக்கு வெளிப்பட்டால், இது Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ சேர்மங்களாக மாறுகிறது.
தொழில்துறையில்: நீர் சிகிச்சை, உலோகம் மற்றும் பேட்டரி வடிவமைப்பு போன்ற செயல்முறைகளில் இரும்பு fe²⁺ அல்லது fe³⁺ நிலையில் உள்ளதா என்பதைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியமானது, ஏனெனில் இரண்டு அயனிகளும் மிகவும் மாறுபட்ட வேதியியல் எதிர்வினைகளைக் கொண்டுள்ளன.
முடிவு
எனவே, இரும்பு நகங்கள் fe² அல்லது fe³? பதில் இல்லை - குறைந்தபட்சம் ஆரம்பத்தில் இல்லை. ஒரு தூய இரும்பு ஆணி உலோக இரும்பால் ஆனது, fe⁰. இருப்பினும், அது ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதத்துடன் வினைபுரிந்தவுடன், அது அழிக்கத் தொடங்குகிறது. ஆரம்ப கட்டங்களில், fe²⁺ (இரும்பு) அயனிகள் உருவாகின்றன, மேலும் ஆக்சிஜனேற்றம் தொடர்கையில், fe³⁺ (FERRIC) அயனிகள் அதிகமாகவே காணப்படுகின்றன, இது துரு உருவாக வழிவகுக்கிறது. நிஜ உலக நிலைமைகளில், ஒரு அரிக்கப்பட்ட ஆணி பெரும்பாலும் Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ சேர்மங்களின் கலவையாகும்.
சுருக்கமாக: இரும்பு நகங்கள் Fe⁰ ஆகத் தொடங்குகின்றன, ஆனால் சுற்றுச்சூழல் வெளிப்பாடு அவற்றை காலப்போக்கில் Fe²⁺ மற்றும் Fe³⁺ சேர்மங்களாக மாற்றுகிறது.
இடுகை நேரம்: 09-13-2025
