فصل 5 علوم تجربی ، از معدن تا خان
تعداد اندکی از مواد به طور مستقیم و بیشتر آن ها به طور غیر مستقیم از زمین بدست می آیند. مواد اولیهي مورد نیاز براي تهیه ي بسیاري از وسایل از معادن مختلف مثل معادن مس ، آهن ، طلا وآلومینیوم ، گچ،ذغال ، سنگ و.. بدست می آید.
نکته: در معادن، مواد معمولأ به صورت ترکیب وجود دارند.
عنصر آهن در معادن به صورت ترکیب هاي آهن یافت می شود. اکسید هاي آهن از ترکیب هاي مهم آهنهستند که در این معادن وجود دارند. منظور از اکسید یک عنصر، پیوند اتم هاي اکسیژن با آن عنصر است.
براي دستیابی به فلز آهن از سنگ آهن باید اتم هاي اکسیژن را از اکسید هاي آهن جدا نمود که کار سادهاي نیست و با صرف انرژي زیادي همراه است.
مراحل تهیه ي آهن از سنگ معدن:
الف) شناسایی معدن و بیرون آوردن سنگ معدن از دل زمین و انتقال آن به کارخانه
ب)خالص سازي سنگ معدن
پ) گرما دادن مخلوط سنگ آهن ، کربن و آهک در کوره
ت)تولید ورقه هاي فلز آهن
براي جدا کردن اتم هاي اکسیژن ، سنگ معدن را به همراه کربن ( ذغال کک ) در کوره هاي مخصوص
حرارت می دهند. در اثر این عمل ، اتم هاي اکسیژن از سنگ معدن جدا شده و به صورت کربن دي اکسیدخارج می شوند.در نتیجه فلز آهن به صورت مذاب در ته کوره باقی می ماند.در ساخت وسایل آشپزخانه از آلیاژ آهن زنگ نزن (استیل) که از ترکیب فلز آهن با فلز هاي نیکل و کروم بهدست می آید و بر خلاف خود آهن در مقابل زنگ زدن مقاوم است استفاده می شود.
در ساخت تیرآهن و بدنه ي خودرو ها از آلیاژ هایی که در ترکیبشان به آهن کربن اضافه شده است ، مثل چدن و فولاد استفاده می شود که بسیار محکم تر از خود آهن هستند.
استفاده ي همزمان از فولاد و بتن ( مخلوطی از سیمان،ماسه،آب) در ساختن خانه هاي مسکونی سبب میشود که هنگام بروز حوادث طبیعی، آسیب کمتري به ما وارد شود.
سیمان مخلوطی از آهک و خاك رس است. براي تهیه ي سیمان ابتدا سنگ آهک را حرارت می دهند تا بهآهک تبدیل شود، سپس آهک حاصل را با خاك رس مخلوط می کنند که حاصل آن تهیه ي سیمان است.
براي تهیه ي شیشه ماسه را با افزودن مواد شیمیایی مختلف گرما می دهند تا به خمیر تبدیل شود. سپسخمیر شیشه را در قالب هاي دلخواه می ریزند وبه شکل هاي مختلف در می آورند