أكسدة الفلزات في الهواء

[rtl]  [/rtl]
[rtl]الوسائل التعليمية : [/rtl]
[rtl]·             تحضير أربعة أنابيب قبل إنجاز الدرس بأسبوع، الأول يحتوي على مسمار و هواء جاف، الثاني يحتوي على مسمار  و الماء و الهواء، الثالث يحتوي  على مسمار و  الماء المالح و الهواء ، الرابع يحتوي على مسمار و  ماء تمت تغليته لإزالة الهواء تعلوه طبقة من الزيت لعزل الماء عن الهواء.

[/rtl]
[rtl]·            قطع من الألومنيوم : الأولى نتركها في الهواء الرطب خلال أسبوع، الثانية مطلية ببرنيق ونتركها لأسبوع كذلك. [/rtl]
[rtl]·       موقد بنسن ، مسحوق الحديد، مسحوق النحاس ، مسحوق الألومنيوم ، مسحوق الزنك ، سلك من الحديد ، سلك من الألومنيوم ، خراطة النحاس، ملقط خشبي ، الولاعة( القداحة). [/rtl]
[rtl]  [/rtl]
[rtl]  [/rtl]
[rtl]الأهداف المعرفية والمهاراتية : [/rtl]
[rtl]·       تعرف عوامل تكون الصدأ. [/rtl]
[rtl]·       تعرف أكسدة الحديد  في الهواء الرطب كتفاعل كيميائي  بطيئ يؤدي إلى  تكون الصدأ و تآكل الحديد. [/rtl]
[rtl]·       تعرف أكسدة الألومنيوم  في الهواء الرطب كتفاعل كيميائي  بطيئ يؤدي إلى تكون الألومين دون تآكل الألومنيوم. [/rtl]
[rtl]·       معرفة كتابة معادلتي  أكسدة الحديد و أكسدة الألومنيوم. [/rtl]
[rtl]·       تعرف نواتج احتراق مساحيق  بعض الفلزات في الهواء وكتابة معادلة احتراق كل فلز متوازنة. [/rtl]
[rtl]  [/rtl]
[rtl]        المكتسبات السابقة: [/rtl]
[rtl]·       مفهوم و قوانين التفاعل الكيميائي. [/rtl]
[rtl]·       الاحتراقات. [/rtl]
[rtl]·       معرفةكتابة المعادلات الكيميائية متوازنة. [/rtl]
[rtl]·       معرفة نسبة غاز ثنائي الأوكسجين في الهواء. [/rtl]
[rtl]  [/rtl]
[rtl]  [/rtl]
[rtl]الاستراتيجية [/rtl]
[rtl]لماذا يفضل استعمال الألومنيوم في التلفيف و صنع علبة التعبئة و إطارات النوافذ و إطارات عجلات السيارات بدل  الحديد؟ [/rtl]
[rtl]ما هي العوامل التي تؤدي إلى تكون الصدأ ؟ [/rtl]
[rtl]كل تلميذ سيقترح العامل الذي يسبب صدأ الحديد ويمكن للأستاذ أن يقترح بعض العوامل للتأكد منها. [/rtl]
[rtl]بعد التوصل إلى العوامل المحتملة  يتم الشروع في اقتراح البروتكول التجربي للتأكدمن هذه العوامل. [/rtl]
[rtl]كل عامل اقترحه التلميذ يقدم الآستاذ نتائج التجربة التي تم تحضيرها قبل أسبوع.. [/rtl]
[rtl]يقدم الأستاذ التجربة المحضرة قبل أسبوع أو يعتمد على صور التجربة الواردة في الكتاب المدرسي. [/rtl]
[rtl] ثم يجيب التلاميذ على السؤال المطروح سابقا لتحديد العوامل التي تؤدي إلى تكون الصدأ. [/rtl]
[rtl]تحضير صفائح من الألومنيوم :نترك الصفيحة الأولى  في الهواء الرطب لعدة أيام ، و الثانية مطلية بالبرنيق[/rtl]

أكسدة الفلزات في الهواء

Oxydation des métaux dans l’Air

I-) تقديم

• يتكون الهواء من عدة غازات أهمها : غاز الأوكسجين (O2 ) الذي يمثل %20تقريبا من حجم الهواء و غاز الأزوت ( N2) الذي

يمثل %80 تقريبا من حجم الهواء .
• غاز الأوكسجين غاز ضروري لعملية الاحتراق.
• الهواء نوعان : هواء رطب (l'air humide), غني ببخار الماء و هواء جاف (l'air sec), فقير ببخار الماء .

لماذا يفضل استعمال الألومنيوم في التلفيف و صنع علبة التعبئة و إطارات النوافذ و إطارات عجلات السيارات بدل الحديد ؟

ما هي العوامل التي تؤدي الى تكون الصدأ؟

II- أكسدة الحديد في الهواء الرطب

1- العوامل المؤثرة في تكون الصدأ.

أ-) نشاط تجريبي:

نضع مسمارا حديديا في كل أنبوب من الأنابيب الأربعة:

الأنبوب (أ) يحتوي على الهواء الجاف.

الأنبوب (ب) يحتوي على الماء و الهواء.

الأنبوب (ج) يحتوي على الماء المالح والهواء.

الأنبوب (د) يحتوي على الماء تعلوه طبقة منالزيت.













ب-) الملاحظة: نلاحظ بعدأسبوع:

Image1'.pngفي (الأنبون أ) :لا يصدأ المسمار الحديدي.
في (الأنبوب د) لا يصدأ المسمار الحديدي في الماء المغلى.
في (الأنبوب ب ) :يصدأ المسمار في الهواء الرطب (الهواء +الماء).
في (الأنبوب ج )يصدأ المسمار أكثر مما يدل أن وجود الملح في الهواء الرطب يسرع تكون الصدأ.

.









ج-) الاستنتاج



الهواء الجاف لا يؤثر في الحديد.

الماء و حده لايتفاعل مع الحديد.

الهواء الرطب يتفاعل مع الحديد.

ما الغاز من الهواء الذي يتفاعل مع الحديد ليتكون الصدأ.



2 دور ثنائي الأوكسجين في تكون الصدأ.

أ- تجربة و ملاحظة:

ب- استنتاج.

ثنائي أوكسجين الهواء الرطب يتفاعل مع الحديد فيينتج الصدأ الذي يتكون أساسا من أوكسيد الحديد II صيغته Fe2O3.

و يسمى هذا التفاعل أكسدة الحديد (أو تأكسد) .

معادلة أكسدة الحديد في الآوكسجين: 4Fe + 3 O2 ® 2 Fe2O3



3-)حماية الحديد من الصدأ:

الصدأ جسم مسامي يسمح بنفاذ الهواء الرطب إلى أعماق الحديد ، مما يجعل التآكل يستمر حتى الاختفاء الكلي للحديد .

لكي لا يصدأ الحديد يجب:

عزله عن الهواء الرطب بوضعه في علب محكمة السد.
طلاءه بالصباغة أو كسوه بطبقةمن فلز غير قابل للتأكسد مثل النيكل أوالكروم .
مزجه بفلزات أخرى حسب نسب معينة مثل الفولاذ غير القابل للتأكسد ( INOX) الذي يتكون من :

75% من الحديد،16% من الكروم ، 8% من النيكل ، 1% من الكربون .









III- أكسدة الألومنيوم في الهواء الرطب

1-) نشاط تجريبي:نترك صفيحة من الألومنيوم في الهواء الرطب و أخرى في الهواء الجاف لعدة أيام .



2- الملاحظة:

لم يطرأ أي تغيير على الصفيحة التي تركت في الهواء الجاف.

تكون طبقة بيضاء على صفيحة الألومنيوم التي تركت في الهواء الرطب، و تسمى هذه الطبقة أوكسيبد الألومنيوم صيغته Al2O3 .

3- الاستنتاج

يتفاعل الهواء الرطب مع الألومنيوم فيتكون أوكسيد الألومنيوم (أو الألومين) و يسمى هذا التفاعل أكسدة الألومنيوم.
معادلة أكسدة الألومنيوم :

4 Al + 3 O2 ® 2 Al2O3

ملحوظة :

أوكسيد الألومنيوم طبقة سطحية رقيقة غير مسامية لذا فهي تحمي فلز الألومنيوم من الأكسدة المعمقة(التآكل)

و لهذا يمكن استعمال الألومنيوم بدون صباغة.

IV-احتراق بعض الفلزات في الهواء .

عما تنتج ألوان الشهب الاصطناعية ( المفرقعات)؟

1-) احتراق فلز الحديد :

أ-) نشاط تجريبي: ننثر كمية قليلة من مسحوق الحديد (او قطعة جيكس) فوق لهب موقد بنسن:

ب-) الملاحظة

احتراق شديد لمسحوق الحديد و بلهب برتقالي .

تكون شرارات متوهجة تسقط على شكل حبيبات رمادية اللون تسمى أوكسيد الحديد المغناطيسي صيغته الكيميائية Fe3O4.

ج-) الاستنتاج

ينتج عن احتراق مسحوق الحديد في الأوكسجين أوكسيد الحديد المغناطيسي حسب المعادلةالتالية :

3Fe +2 O2 ® Fe3O4



2-) احتراق فلز النحاس:

أ-) نشاط تجريبي: ننثر كمية قليلة من مسحوق النحاس فوق لهب الموقد .



ب-) الملاحظة

يحترق مسحوق النحاس بلهب أخضر ، و يتكون جسم أسود اللون يسمى أوكسيد النحاس II صيغته CuO .



ج-) الاستنتاج

ينتج عن احتراق مسحوق النحاس في الأوكسجين أوكسيد النحاسII حسب المعادلةالتالية :

2 Cu + O2 ® 2 CuO



3-) احتراق فلز الألومنيوم:



أ-) نشاط تجريبي : ننثر مسحوق الألومنيوم فوق لهب الموقد.





ب-) الملاحظة

يحترق مسحوق الألومنيم بلهب أحمر مع تكون شرارات متوهجة ويتكون غبار أبيض يسمى

أوكسيد الألومنيم صيغته Al2O3 و يسمى كذلك الألومين .



ج-) الاستنتاج

ينتج عن احتراق مسحوق الألومنيوم في الأوكسجين أوكسيد االألومينيومAl2O3 حسب المعادلةالتالية :



4 Al + 3O2 ® 2 Al2O3

4-) احتراق فلز الزنك:
-أ) نشاط تجريبي : ننثر مسحوق الزنك فوق لهب الموقد

ب-) الملاحظة:
يحترق مسحوق الزنك بلهب أزرق وتكون جسم صلب أبيض يسمى أكسيد الزنك صيغتهZnO.

ج-) الاستنتاج:
يحترق مسحوق ينتج عن احتراق مسحوق الزنك أكسيد الزنك حسب المعادلة التالية :

2 Zn + O2 → 2 ZnO



ملحوظة : تــنتج ألوان الشهب الاصطناعية عن احتراق خليط من الفلزات .















4-) خلاصة:

الهواء الرطب يؤثر على الحديد فيتكون الصدأ.الصدأ مادة مسامية لا تحمي الحديد من التآكل.
يساعد الملح على تسريع تكون الصدأ.
يكتب التفاعل الكيميائي لأكسدة الفلز بصفة عامة كما يلي :
الفلز + الأوكسجين ← أوكسيد الفلز
ü احتراق الفلزات في الهواء تفاعل كيميائي بين الفلز و ثنائي الأوكسجين و يسمى تفاعل أكسدة ،و كل أوكسيد يتكون من ذرات الفلز و ذرات الأوكسجين.