লোহা (বাংলা উচ্চারণ: [loɦa]; ইংরেজি: Iron; লাতিন: Ferrum) বা লৌহ একটি ধাতব মৌলিক পদার্থ। এর রাসায়নিক চিহ্ন Fe, পারমাণবিক সংখ্যা ২৬, পারমাণবিক ভর ৫৫.৮৫, যোজ্যতা ২ ও ৩। লোহার ঘনত্ব ৭.৮৫ গ্রাম/সিসি অর্থাৎ জলের থেকে ৭.৮৫ গুণ ভারি। এর গলনাঙ্ক ১৫৩৮° সেলসিয়াস এবং স্ফুটনাঙ্ক ২৮৬২° সেলসিয়াস। লোহাকে প্রকৃতিতে মুক্ত অবস্থায় পাওয়া যায় না। আকরিক থেকে লোহা নিষ্কাশন করা হয়। লোহার প্রধান আকরিকগুলি হলো, হেমাটাইট (Hematite, Fe2O3), ম্যাগনেটাইট (Magnetite, Fe3O4), আয়রন পাইরাইটিস (Iron Pyrites, FeS2) ও সিডারাইট (Siderite,FeCO3), লিমোনাইট (Fe2O3.3H2O)। পৃথিবীর বিভিন্ন স্থানে প্রচুর লোহার আকরিক পাওয়া যায়। ভূ-ত্বকে লোহার পরিমাণ শতকরা ৪.১২ ভাগ।[৪]

লোহা   ২৬Fe
A rough wedge of silvery metal
লোহা
উচ্চারণ/ˈərn/
নাম, প্রতীকলোহা, Fe
উপস্থিতিlustrous metallic with a grayish tinge
পর্যায় সারণীতে লোহা
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
-

Fe

Ru
ম্যাঙ্গানিজলোহাকোবাল্ট
পারমাণবিক সংখ্যা২৬
আদর্শ পারমাণবিক ভর55.845(2)
গ্রুপগ্রুপ ৮
পর্যায়পর্যায় ৪
ব্লক  d-block
ইলেকট্রন বিন্যাস[Ar] 3d6 4s2
ভৌত বৈশিষ্ট্য
দশাকঠিন
গলনাঙ্ক1811 কে ​(1538 °সে, ​2800 °ফা)
স্ফুটনাঙ্ক3134 K ​(2862 °সে, ​5182 °ফা)
ঘনত্ব (ক.তা.-র কাছে)7.874 g·cm−৩ (০ °সে-এ, ১০১.৩২৫ kPa)
তরলের ঘনত্বm.p.: 6.98 g·cm−৩
ফিউশনের এনথালপি13.81 kJ·mol−১
বাষ্পীভবনের এনথালপি340 kJ·mol−১
তাপ ধারকত্ব25.10 J·mol−১·K−১
বাষ্প চাপ
P (Pa) ১০ ১০০ ১ k ১০ k ১০ k
at T (K) 1728 1890 2091 2346 2679 3132
পারমাণবিক বৈশিষ্ট্য
জারণ অবস্থা8,[১] 7,[১] 6, 5[২], 4, 3, 2, 1[৩], -1, -2amphoteric oxide
তড়িৎ-চুম্বকত্ব1.83 (পলিং স্কেল)
আয়নীকরণ বিভব
(আরও)
পারমাণবিক ব্যাসার্ধempirical: 126 pm
সমযোজী ব্যাসার্ধ132±3 (low spin), 152±6 (high spin) pm
বিবিধ
কেলাসের গঠনbody-centered cubic
a=286.65 pm;
face-centered cubic
between 1185–1667 K
body-centered cubic
a=286.65 pm;
face-centered cubic
between 1185–1667 K
শব্দের দ্রুতিপাতলা রডে: (electrolytic)
5120 m·s−১ (at r.t.)
তাপীয় প্রসারাঙ্ক11.8 µm·m−১·K−১ (২৫ °সে-এ)
তাপীয় পরিবাহিতা80.4 W·m−১·K−১
তড়িৎ রোধকত্ব ও পরিবাহিতা২০ °সে-এ: 96.1 n Ω·m
চুম্বকত্বferromagnetic
ইয়ংয়ের গুণাঙ্ক211 GPa
কৃন্তন গুণাঙ্ক82 GPa
আয়তন গুণাঙ্ক170 GPa
পোয়াসোঁর অনুপাত0.29
(মোজ) কাঠিন্য4
ভিকার্স কাঠিন্য608 MPa
ব্রিনেল কাঠিন্য490 MPa
ক্যাস নিবন্ধন সংখ্যা7439-89-6
সবচেয়ে স্থিতিশীল আইসোটোপ
মূল নিবন্ধ: লোহার আইসোটোপ
iso NA অর্ধায়ু DM DE (MeV) DP
54Fe 5.8% >3.1×1022y 2ε capture ? 54Cr
55Fe syn 2.73 y ε capture 0.231 55Mn
56Fe 91.72% Fe 30টি নিউট্রন নিয়ে স্থিত হয়
57Fe 2.2% Fe 31টি নিউট্রন নিয়ে স্থিত হয়
58Fe 0.28% Fe 32টি নিউট্রন নিয়ে স্থিত হয়
59Fe syn 44.503 d β 1.565 59Co
60Fe syn 2.6×106 y β 3.978 60Co
· তথ্যসূত্র
বিশুদ্ধ (৯৯.৯৭%+) লোহার টুকরো এবং অতি বিশুদ্ধ (৯৯.৯৯%) লোহার ঘনক (১ ঘন সেমি)

পারমাণবিক তথ্যাবলী সম্পাদনা

 
লোহার ইলেক্ট্রন বিন্যাস
বিষয় উপাত্ত বিষয় উপাত্ত
গ্রুপ গলনাঙ্ক ১৫৩৮ ডিগ্রী সেনিট্রগ্রেড
পিরিয়ড বাষ্পাংক ২৮৬১ ডিগ্রী সেনিট্রগ্রেড
ব্লক ডি পারমাণবিক সংখ্যা ২৬
২০ ডিগ্র সে. অবস্থ কঠিন ঘনত্ব ৭.৮৭
ইলেকট্রন বিণ্যাস আপেক্ষিক পারমাণবিক ভর ৫৫.৮৪৫
কেমসাপইডার আইডি ২২৩৬৮ প্রধান আইসোটোপ ৫৬Fe
কাস সংখ্যা ৭৪৩৯-৮৯-৬

রাসায়নিক ধর্ম সম্পাদনা

  • বায়ুর সঙ্গে বিক্রিয়া: শুষ্ক বায়ুর সঙ্গে লোহা বিক্রিয়া করে না। আর্দ্র বায়ুর মধ্যে লোহা রাখলে কিছু দিনের মধ্যে লোহার ওপরে হলুদ রঙের আস্তরণ পড়ে, একে মরিচীকা বা মরিচা বলে। মরিচীকা হলো পানিযুক্ত ফেরিক অক্সাইড, 2Fe2O3, 3H2O। লোহার সঙ্গে বায়ুর অক্সিজেন এবং জলীয় বাষ্পের বিক্রিয়ায় মরিচা উৎপন্ন হয়। বিশুদ্ধ লোহায় মরিচীকা পড়ে না। বায়ু বা অক্সিজেনের উপস্থিতিতে লোহাকে তীব্রভাবে উত্তপ্ত করলে জ্বলে ওঠে এবং ফেরোসোফেরিক অক্সাইড [Fe3O4] উৎপন্ন হয়।
    3Fe + 2O2 = Fe3O4
  • জলের সঙ্গে বিক্রিয়া: সাধারণ উষ্ণতায় বিশুদ্ধ লোহার সঙ্গে জলের কোনো বিক্রিয়া হয় না। লোহিত তপ্ত লোহার উপর দিয়ে স্টিম চালনা করলে ফেরোসোফেরিক অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন হয়।
    3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
  • ক্ষারের সঙ্গে বিক্রিয়া: সাধারণ অবস্থায় ক্ষারের সঙ্গে লোহার বিক্রিয়া হয় না। কিন্তু গাঢ় সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের সঙ্গে লোহা বিক্রিয়া করে সোডিয়াম ফেরাইট এবং হাইড্রোজেন গ্যাস উৎপন্ন করে।
    2Fe + 2NaOH + 2H2O = 2NaFeO2 + 3H2

বিভিন্ন প্রকার লোহা সম্পাদনা

  • ঢালাই লোহা 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। ছাঁচে ঢালাই করা দ্রব্য, যেমন, লোহার নল, আলোকস্তম্ভ, উনুনের শিক প্রভৃতি প্রস্তুতিতে ঢালাই লোহা ব্যবহার করা হয়ে থাকে। এছাড়া রট আয়রন এবং ইস্পাত প্রস্তুতিতে ঢালাই লোহার বেশির ভাগ অংশ ব্যবহৃত হয়।
  • স্টিল এর মধ্যে কার্বনের পরিমাণ 0.15 থেকে 1.5 শতাংশ থাকে। স্টিলকে লোহিত তপ্ত করে পানিতে ডুবিয়ে আবার 200 °C — 350 °C উষ্ণতায় উত্তপ্ত করলে এর নমনীয়তা ও দৃঢ়তা বাড়ে। এই পদ্ধতিকে ইস্পাতের পানদান বলা হয়। 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 উৎপন্ন করা হয়। নানারকম সংকর স্টিলের মধ্যে রয়েছে,
  1. নিকেল স্টিলঃ নিকেল [Ni] 3.25% — রেলের পাটি এবং বিভিন্ন গাঠনিক কার্যে ব্যবহৃত হয়।
  2. ইনভারঃ নিকেল [Ni] 3.5% — পেন্ডুলামের রড, মিটার স্কেল, প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয়।
  3. ম্যাঙ্গানিজ স্টিলঃ ম্যাঙ্গানিজ [Mn] 12%-14% — রেল লাইন, সিন্দুক, পাথর চূর্ণের মেশিন, হেলমেট ইত্যাদি তৈরিতে ব্যবহ্রত হয়।
  4. স্টেইনলেস স্টিলঃ ক্রোমিয়াম [Cr] 10%-15% — অস্ত্রোপচারে ব্যবহৃত ছুরি, কাঁচি, এবং বাসন প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয়।
  5. ডুরায়রনঃ সিলিকন [Si] 16% — অ্যাসিড রাখার পাত্র রূপে ব্যবহৃত হয়।
  6. টাংস্টেন স্টিলঃ টাংস্টেন [W] 18% এবং ক্রোমিয়াম [Cr] 5% — যেসব যন্ত্র দ্রুত ঘোরানো হয়, সেসব যন্ত্র প্রস্তুতিতে ব্যবহৃত হয়।
  • পেটা লোহা অনেকটা বিশুদ্ধ। এর মধ্যে 0.1 থেকে 0.15 শতাংশ কার্বন থাকে। তড়িৎচুম্বকের মজ্জা, তার, শিকল, পেরেক, ডায়নামো ও মোটরের ভিতরের অংশ, তালা-চাবি, ঢালাই করার জন্য লোহার রড প্রভৃতি প্রস্তুতিতে এবং ওয়েল্ডিং প্রভৃতি কাজে ব্যবহৃত হয়।

আয়রন পাইরাইটিস সম্পাদনা

আয়রন পাইরাইটিস (Iron Pyrites, FeS2 ) লোহার খনিজ হলেও এর থেকে সুলভে ও সহজে আয়রন নিষ্কাশন করা যায় না। পক্ষান্তরে, সালফিউরিক অ্যাসিডের পণ্য উৎপাদনের ক্ষেত্রে আয়রন পাইরাইটিস থেকে SO2 প্রস্তুত করতে ব্যবহার করা হয়। FeS2 -কে অতিরিক্ত বায়ুতে পোড়ালে SO2 উৎপন্ন হয়। যথা, 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 (ফেরিক অক্সাইড) + 8SO2↑। অতএব, আয়রন পাইরাইটিস [FeS2] লোহার একটি খনিজ, কিন্তু লোহার আকরিক নয়।পৃথিবীর শ্রেষ্ঠ আকরিক লোহার ক্ষেত্রে হলো মেসাবি পর্বতমালা।

তথ্যসূত্র সম্পাদনা

  1. Yurii D. Perfiliev; Virender K. Sharma (২০০৮)। "Higher Oxidation States of Iron in Solid State: Synthesis and Their Mössbauer Characterization - Ferrates - ACS Symposium Series (ACS Publications)"। http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bk-2008-0985.ch007ডিওআই:10.1595/147106704X10801  |journal= এ বহিঃসংযোগ দেয়া (সাহায্য)
  2. Demazeau, G.; Buffat, B.; Pouchard, M.; Hagenmuller, P. (১৯৮২)। "Recent developments in the field of high oxidation states of transition elements in oxides stabilization of Six-coordinated Iron(V)"। Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie491: 60। ডিওআই:10.1002/zaac.19824910109 
  3. R. S. Ram and P. F. Bernath (২০০৩)। Journal of Molecular Spectroscopy (পিডিএফ)221: 261 http://bernath.uwaterloo.ca/media/266.pdf  |শিরোনাম= অনুপস্থিত বা খালি (সাহায্য)
  4. Chemistry of Iron