המשקל הסגולי של ברזל: תכונות, שימושים וטבלת ערכים
ברזל הוא יסוד מן הקבוצה השמינית בתת־הקבוצה המשנית של הטבלה המחזורית, ואחת המתכות הנפוצות ביותר בקרום כדור הארץ — שנייה אחרי אלומיניום. בצורתו היסודית ברזל הוא מתכת לבנה, ניתנת לחישול ובעלת גוון כסוף. חומר זה מגיב בקלות בתהליכים כימיים, ובייחוד עובר שיתוך באוויר בלחות ובטמפרטורה גבוהות. ברזל יסודי בוער בחמצן טהור, ובמצב של אבקה דקה הוא ניצת מעצמו באוויר.
בדרך כלל המונח ברזל מתייחס לסגסוגות שונות שלו המכילות עד 0,8 אחוז זיהומים, המשפרים את הגמישות והרכות של המתכת הטהורה. משתמשים בסגסוגות עם פחמן: פלדות המכילות עד 2,14 אחוז פחמן וברזל יצוק המכיל יותר מ־2,14 אחוז, וכן בסגסוגות בתוספת מתכות מסגסגות. ברזל טהור נמצא בטבע לעיתים רחוקות מאוד, ולרוב במטאוריטים של ברזל וניקל. מבחינת שכיחותו בעולם הוא נמצא במקום הרביעי.
טבלת המשקל הסגולי של ברזל
מאחר שברזל הוא חומר מורכב, אי אפשר לחשב באופן עצמאי את משקלו, ובפרט את המשקל הסגולי, בתנאי שטח. חישובים אלה מבוצעים במעבדות כימיות מיוחדות. עם זאת, המשקל הסגולי הממוצע של ברזל ידוע ועומד על 7,874 גרם/סמ״ק.
כדי לפשט את החישובים, מובאת להלן טבלה ובה המשקל הסגולי של ברזל ומשקלו לפי יחידות המידה.
טבלת משקל הברזל
| חומר | משקל סגולי (גרם/סמ״ק) | משקל 1 מ״ק (ק״ג) |
| ברזל | 7,874 | 7874 |
תכונות הברזל
ברזל הוא מתכת אופיינית בצבע לבן ובגוון כסוף־אפרפר. הוא בעל גמישות טובה ותכונות מגנטיות מובהקות, ותכונותיו משתנות מאוד בהשפעת זיהומים. ברזל מתאפיין במגנטיות.
יסוד זה נחלק לארבע צורות לפי המבנה הגבישי:
- ברזל אלפא. בטמפרטורת החדר לברזל סריג קובייתי ממורכז־גוף והוא פרומגנטי מתחת לטמפרטורת קירי, כ־770°C. מבנה זה נשמר בקירוב עד 912°C.
- ברזל בטא. זהו שם היסטורי למצב הלא־מגנטי של ברזל אלפא מעל טמפרטורת קירי; לא נוצר בו סריג גבישי חדש ונפרד.
- ברזל גמא. בטווח שבין כ־912 ל־1394°C לברזל סריג קובייתי ממורכז־פאה.
- ברזל דלתא. מעל כ־1394°C ועד ההתכה חוזר הברזל לסריג קובייתי ממורכז־גוף.
כ־95 אחוז מכלל הייצור המטלורגי קשורים לברזל, ולכן הוא אחת המתכות המבוקשות ביותר בעולם. בין השימושים העיקריים:
- שימוש בברזל כרכיב העיקרי של ברזל יצוק ופלדה
- שימוש בסגסוגות המבוססות על רכיבים אחרים
- שימוש בתחמוצת ברזל לייצור התקני זיכרון מחשב לטווח ארוך
- ברזל בצורת אבקה משמש כטונר במדפסות לייזר בשחור־לבן
- שימוש בייצור מנועים חשמליים ושנאים
- שימוש בתהליך צריבה של מעגלים מודפסים
שאלות נפוצות
כמה שוקל 1 מ״ק ברזל?
בצפיפות של כ־7,874 גרם/סמ״ק, מטר מעוקב אחד של ברזל טהור שוקל כ־7874 ק״ג. צפיפות הפלדה והברזל היצוק עשויה להיות שונה בשל הפחמן והיסודות המסגסגים.
במה שונה ברזל מפלדה ומברזל יצוק?
ברזל הוא יסוד כימי, ואילו פלדה וברזל יצוק הם סגסוגות שלו עם פחמן ויסודות אחרים. לכן תכונותיהם וצפיפותם אינן זהות לחלוטין.
מדוע ברזל מחליד?
באוויר לח ברזל מגיב עם חמצן ומים ויוצר תחמוצות והידרוקסידים של ברזל. ציפויי מגן, סגסוג וצביעה מפחיתים את השיתוך.