استفاده از منابع کربنی زیستی مختلف برای بهبود آزمایش تولید آهن از Fe۲O۳ در کتاب آزمایشگاه علوم تجربی پایه یازدهم متوسطه

واکنش تولید آهن از آهن (III) اکسید (هماتیت، Fe۲O۳) در صنعت، از طریق سوختن مخلوط هماتیت/کربن در دماهای بالا انجام می­ گردد. معمولا در مدارس و پژوهش­ سراهای دانش­ آموزی، این آزمایش به روش چوب­ کبریت انجام می­ شود که چوب­ کبریت­ها به مخلوط Fe۲O۳/Na۲CO۳ آغشته شده و سپس، سوزانده می­ شوند. آزمایش چوب­ کبریت به عنوان یک آزمایش، در کتاب آزمایشگاه علوم تجربی پایه یازدهم، ذکر شده­ است. هدف از این مقاله، یافتن جایگزین ­های کربنی دیگر (کربن آزمایشگاهی و مواد زیستی، مانند ضایعات چوبی حاصل از نجاری­ها و زباله­ های کاغذی) برای چوب­ کبریت، و مقایسه عملکرد آنها با همدیگر است. نتایج نشان داد که استفاده از روش کاغذ (آغشته­ سازی کاغذ با Fe۲O۳/Na۲CO۳) نسبت به روش چوب­ کبریت ارجحیت دارد چون کل فرایند توسط یک تکه کاغذ انجام می شود و بسته به ابعاد کاغذ، می توان مقادیر متفاوتی از مخلوط را استفاده کرد. در روش های استفاده از کربن و ضایعات چوبی (پودر چوب)، اجزای مخلوط با همدیگر ترکیب شده و به صورت خمیری­شکل در می­ آیند و خمیر حاصل، سوزانده می­ شود. لازم به ذکر است که محصول حاصل از روش کربن، از نظر کیفی، خالص­تر از دیگر روش­ها و حاوی مقدار کربن کمتری بود چون در سه روش دیگر، بخش بیشتری از کربن بدون شرکت در واکنش، می­ سوزد. همچنین، در روش کربن و ضایعات چوبی، می­توان مقدار دلخواهی از خمیر را ساخت و در چندین آزمایش، استفاده کرد، لذا برای هر آزمایش، نیاز به تکرار فرایند ساخت نیست. مشاهدات کیفی نشان داد که، بازدهی تولید آهن این روش­ها، از ترتیب چوب­ کبریت < ضایعات کاغذی < ضایعات چوبی < کربن آزمایشگاهی پیروی می­ کند.

کلیدواژه ها:

تولید آهن ، آهن (III) اکسید ، کربن ، ضایعات چوبی ، ضایعات کاغذی