Ứng dụng của sắt & thông tin mới không nên bỏ qua 2023

Ứng dụng của sắt không chỉ hữu ích cho ngành công nghiệp luyện kim, sản xuất mà còn là nguyên tố vi lượng không thể thiếu trong cơ thể con người. Mời quý khách hàng cùng Thép Cao Toàn Thắng tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng, đặc điểm và một số thông tin khác liên quan đến sắt trong bài viết sau đây.

Sắt là gì? Tính vật lý & hóa học của kim loại

Sắt, còn được gọi là Iron trong tiếng Anh, là một kim loại phổ biến trong cấu trúc của Trái Đất, xuất hiện chủ yếu trong các lớp vỏ và lõi. Sắt thường được phát hiện trong các dạng quặng Magnetite hay Hematit và có thể được tách ra thông qua quá trình khử hóa học để loại bỏ các impurities.

Kim loại sắt và các hợp kim từ sắt đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp, chiếm tới 95% tổng khối lượng kim loại được sử dụng. Ngành luyện kim chế tạo ra nhiều loại hợp kim khác nhau từ sắt (gang, thép cacbon, thép không gỉ…) linh hoạt về tính chất cơ học và chi phí sản xuất tương đối thấp nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác nhau.

Bên cạnh ứng dụng của sắt trong công nghiệp, sắt cũng là một nguyên tố thiết yếu trong sinh học, đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe con người. Thiếu hụt sắt có thể dẫn đến các tình trạng bệnh nguy hiểm, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và tình trạng sức khỏe.

Thông tin về tính chất vật lý của kim loại sắt

Sắt là một kim loại có trạng thái rắn ở điều kiện bình thường, có bề mặt màu trắng xám và tính dẻo, nên giúp cho việc rèn và gia công trở nên dễ dàng và linh hoạt. Để hiểu rõ hơn về tính chất vật lý của sắt, quý khách hàng có thể tham khảo các thông số cơ bản sau đây:

• Kí hiệu hóa học: sắt được ký hiệu là Fe, một từ xuất phát từ Ferrum (tên latin của kim loại).
• Điểm nóng chảy: sắt có điểm nóng chảy 1,538 độ C nên hoạt động ổn định trong các điều kiện nhiệt độ cao và ứng dụng đòi hỏi tính chịu nhiệt.
• Số nguyên tử: mã số nguyên tử của sắt là 26, đánh dấu vị trí của nó trong bảng tuần hoàn.
• Khối lượng riêng: 7.86 g/cm3.
• Khối lượng nguyên tử: được định lượng là 56, chỉ ra số tổng cộng của số proton và số nơtron trong hạt nguyên tử.
• Khối lượng nguyên tử tính theo Unit: sắt có khối lượng nguyên tử là 55,845u.
• Số electron trên mỗi lớp vỏ: cấu trúc electron của sắt có các lớp vỏ lần lượt chứa 2, 8, 14 và 2 electron.
• Tính dẫn nhiệt: sắt có khả năng dẫn nhiệt tốt, điều này có ứng dụng trong ngành cơ khí và ngành công nghiệp nhiệt.
• Tính dẫn điện: sắt cũng là một loại vật liệu dẫn điện tốt, tuy nhiên không bằng đồng hay bạc.
• Từ tính: một trong những đặc điểm nổi bật nhất của sắt là tính từ tính, tương tác với các nam châm và ứng dụng trong các thiết bị từ trường.

Những tính chất vật lý này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về sắt từ góc độ khoa học, mà còn là cơ sở để hiểu rõ các tính năng và ứng dụng của sắt trong đời sống hàng ngày.

Xem thêm trọng lượng riêng của thép và sắt chi tiết & đầy đủ nhất: Tại Đây

Thông tin về tính chất hóa học của kim loại sắt

Dưới đây là thông tin chi tiết về các phản ứng hóa học mà nguyên tố Fe này có thể tham gia:

Fe phản ứng với phi kim

Sắt có khả năng kết hợp với các phi kim như oxi, clo, lưu huỳnh… để tạo thành các hợp chất tương ứng với phi kim đó như oxit sắt (Fe3O4), clorua sắt (FeCl3), sunfua sắt (FeS)…

• Ví dụ: Fe + O2 → Fe3O4

Fe phản ứng với nước

Sắt phản ứng với nước ở nhiệt độ thấp hơn 570 độ C sẽ tạo thành Fe3O4 và khí hydro.

• Ví dụ: 3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2↑

Ở nhiệt độ cao hơn mức 570 độ C, phản ứng hóa học sẽ tạo ra FeO và khí hydro.

• Ví dụ: Fe + H2O → FeO + H2↑

Fe phản ứng với Axit

Khi phản ứng với các axit loãng như HCl hay H2SO4 loãng, sắt có thể tạo ra sắt hóa trị 2 và khí hydro.

• Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

Trong trường hợp phản ứng với các axit đặc (H2SO4 đặc…), sắt có thể tạo thành oxit sắt và nước.

• Ví dụ: 3Fe + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O + 2H2↑

Lưu ý: Sắt thường không phản ứng với axit HNO3 đặc nguội và axit H2SO4 đặc nguội khi ở nhiệt độ phòng. Vì khi đó, kim loại sắt sẽ tự tạo ra một lớp oxit trên bề mặt của nó. Lớp này giúp bảo vệ sắt, ngăn kim loại không bị tan chảy khi tiếp xúc với các loại axit này.

Các ứng dụng của sắt trong đời sống và công nghiệp

Sắt đóng góp những giá trị thiết thực cho cuộc sống dân dụng và công trình công nghiệp. Một số ứng dụng của sắt và các hợp kim từ sắt không thể không kể đến đó là:

Ứng dụng nổi bật của sắt đối với sức khỏe của con người

Mặc dù chỉ chiếm 0.004% trong các loại tế bào của cơ thể người, nhưng sắt lại là một nguyên tố vi lượng không thể thiếu. Sắt đóng một vai trò quan trọng trong nhiều quá trình sinh lý, từ việc sản xuất huyết sắc tố, đến việc vận chuyển oxy và đảm bảo hiệu suất của tế bào hô hấp. Đối với phụ nữ mang thai và trẻ em, việc cung cấp đủ sắt là yếu tố cần thiết để phòng tránh nguy cơ mất máu và thúc đẩy phát triển toàn diện.

Ứng dụng của hợp kim sắt trong ngành công nghiệp

Từ sắt, người ta có thể tạo ra nhiều loại hợp kim được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu sử dụng của nhiều ngành công nghiệp khác nhau:

• Thép carbon: với hàm lượng cacbon từ 0,5% đến 1,5% và các nguyên tố khác như photpho, lưu huỳnh, mangan, silic… hợp chất thép carbon có ứng dụng độ cứng và độ bền cao hơn sắt nguyên chất.
• Gang: với hàm lượng từ 2% đến 5% cacbon, cùng với silic, lưu huỳnh… được sử dụng làm khuôn mẫu, đúc… có độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với sắt nguyên chất nhưng không có tính dẻo.
• Thép không gỉ: được thêm ít nhất 10,5% (ngoài ra còn có thêm các chất khác như niken…), nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn và chống chịu được oxy hóa từ môi trường.

Một số ứng dụng phổ biến khác của sắt

Với giá thành hợp lý và tính năng ưu việt so với nhiều nguyên liệu khác nên ứng dụng của sắt thường rất đa dạng, Thép Cao Toàn Thắng xin gửi đến quý khách hàng một số ứng dụng phổ biến khác của nguyên vật liệu này trong đời sống hiện nay:

• Trong lĩnh vực giao thông và vận tải: ứng dụng hợp kim sắt trong khung cấu trúc của xe máy, xe tải, xe buýt, ô tô, công trình cầu đường, cầu vượt, đường sắt…
• Trong ngành đóng tàu: sắt là vật liệu cơ sở sử dụng để chế tạo các loại tàu, sản xuất container hàng hóa tại các cảng biển…
• Trong xây dựng: kim loại này được dùng trong việc xây dựng các cấu trúc như giàn giáo, khung lưới, cốt thép…
• Trong đời sống hằng ngày: sắt cũng xuất hiện trong các vật dụng hàng ngày như bàn ghế, cửa, lan can, dụng cụ nhà bếp… nhờ độ bền và đa dạng tính năng.
• Trong y học và sinh học: Sắt không những là một vi chất thiết yếu cho cơ thể mà còn được dùng trong việc sản xuất các loại thuốc và dụng cụ y tế (giường bệnh, cây truyền dịch…).

Khử tạp chất trong quặng để sản xuất sắt

Sử dụng các chất khử như Cacbon Monoxit (CO), Hydro (H2), Nhôm (Al), Carbon (C)… để khử các tạp chất trong quặng tạo ra sắt nguyên chất cụ thể:

• Phương trình: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (ở điều kiện nhiệt độ nhất định, Cacbon Monoxit giúp khử oxit khỏi quặng sắt, để lại sắt nguyên chất và tạo ra khí CO2).
• Phương trình: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (ở điều kiện nhiệt độ nhất định, Hydro sẽ khử oxit trong quặng, để lại sắt và tạo ra nước).
• Phương trình: Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 (ở điều kiện nhiệt độ nhất định, nhôm giúp loại bỏ oxit trong quặng sắt và để lại sắt và oxit nhôm).

Quá trình này không chỉ cung cấp sắt nguyên chất và các hợp kim của sắt như thép, gang… có các ứng dụng linh hoạt trong đời sống và công nghiệp.

Nhu cầu tái sử dụng sắt hiện nay

Vào năm 2000, thế giới đã sản xuất khoảng 1,1 tỷ tấn quặng sắt, có giá trị tổng cộng là khoảng 25 tỷ đô la Mỹ. Các quặng này đã được sử dụng để tạo ra khoảng 572 triệu tấn sắt thô. Quá trình khai thác quặng sắt đã diễn ra tại 48 quốc gia và 70% lượng quặng được sản xuất bởi năm nước là Ấn Độ, Trung Quốc, Úc, Brazil và Nga.

Ngoài ra, ngày càng có nhiều sự chú ý đặt vào việc tái chế sắt nhằm giảm thiểu lượng phế liệu từ quá trình sản xuất công nghiệp. Việc tái sử dụng sắt giúp tiết kiệm nguồn tài nguyên quý giá này, giảm thiểu chi phí và nhu cầu khai thác thêm quặng sắt từ tự nhiên.

Để tái sử dụng sắt trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta có thể thực hiện các bước sau:

• Thu gom sắt phế liệu từ các nguồn khác nhau.
• Phân loại sắt phế liệu theo loại và chất lượng, sử dụng lưới từ tính để tách sắt ra khỏi các kim loại khác.
• Nghiền sắt phế liệu thành các mảnh nhỏ, tiến hành loại bỏ các tạp chất như nhựa, giấy, cao su…
• Nung chảy sắt phế liệu ở nhiệt độ cao để tạo ra thép tái chế.

So sánh điểm khác biệt giữa sắt và thép

Sắt và thép là hai loại kim loại có mối quan hệ chặt chẽ nhưng lại có những đặc điểm và ứng dụng khác biệt:

Bảng so sánh điểm khác biệt giữa 2 kim loại sắt và thép Thép Cao Toàn Thắng – www.caotoanthang.com – 0909 964 167
STT	Đặc điểm	Thép	Sắt
1	Bản chất	Hợp kim	Kim loại nguyên chất
2	Cấu tạo	Sắt, cacbon, silic, mangan…	Tách từ quặng sắt
3	Nhiệt độ nóng chảy	Khoảng 1370 độ C	1538 độ C
4	Màu sắc	Bạc (có thể thay đổi)	Trắng xám
5	Ứng dụng	Xây dựng, ô tô, chế tạo…	Ứng dụng của sắt là vi chất trong cơ thể, nguyên liệu cơ sở cho hợp kim…
6	Khả năng tái chế	Có	Có
7	Khả năng chống ăn mòn	Tốt hơn sắt, thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn xuất sắc	Dễ ăn mòn, gỉ sét

Thép Cao Toàn Thắng – nhà cung cấp sản phẩm sắt thép uy tín và chất lượng

Với phương châm đặt uy tín và sự hài lòng của khách hàng, Thép Cao Toàn Thắng tự hào là nhà cung cấp sản phẩm từ vật liệu sắt thép đáng tin cậy tại miền Nam nói riêng và toàn quốc nói chung. Chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm (sắt hộp, thép ống…), phụ kiện sắt thép… vượt trội về chất lượng, độ bền và hiệu suất sử dụng.

Nhận được sự tin tưởng và hợp tác của nhiều đối tác, chúng tôi không ngừng phấn đấu, đổi mới để phục vụ khách hàng ngày càng tốt hơn. Đồng thời, chúng tôi mong muốn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp sắt thép và cả nền kinh tế quốc gia.

Sau bài viết chia sẻ về các đặc điểm và ứng dụng của sắt, hy vọng quý khách hàng có thêm nhiều thông tin về vật liệu này. Nếu có thắc mắc về sắt và hợp kim từ sắt, hãy liên hệ với Thép Cao Toàn Thắng qua thông tin bên dưới, chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ tận tâm và nhanh chóng:

THÔNG TIN LIÊN HỆ CÔNG TY TNHH THÉP CAO TOÀN THẮNG

• Địa chỉ: 621/104 Nguyễn Ảnh Thủ, phường Hiệp Thành, Quận 12, Tp. Hồ Chí Minh
• Kho Xưởng: N8 KCN Tân Phú Trung, xã Tân Phú Trung, huyện Củ Chi, Tp. Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 0909 964 167
• Email: kinhdoanh@caotoanthang.com
• Website: caotoanthang.com

Ban biên tập: Thép Cao Toàn Thắng