كيمياء – خواص الحديد للصف الثالث الثانوى 2016

الخواص الفيزيقية:

تعتمد الخواص الفيزيائية للحديد على نقاوته وطبيعة الشوائب به فالحديد النقى ليس له أى أهمية صناعية (علل)

 لأنه لين نسبياً ليس شديد الصلابة – قابل للطرق والسحب – يسهل تشكيله – له خواص مغناطيسية – ينصهر عند   1538^oم كثافته 7,87جم / سم³ (لذلك يفضل إستخدام الحديد فى صورة سبائك وليس فى صورته النقية )

الخواص الكيميائية :

• بخلاف العناصر التى قبل الحديد فى السلسلة الانتقالية الأولى فإنه لا يعطى حالة تأكسد تدل على خروج جميع إلكترونات المستويين الفرعيين ( 4s , 3d ) وهى ثمان إلكترونات .

• جميع حالات التأكسد الأعلى من (+3) ليست لها أهمية .

• حالة التأكسد (+2) تقابل خروج إلكترونى المستوى الفرعى (4s) وحالة التأكسد (+3)  تقابل (3d⁵) نصف ممتلئ (حالة الثبات).

1-             تأثير الهواء :

يتفاعل الحديد الساخن لدرجة الإحمرار مع الهواء أو الأكسجين ليعطى أكسيد حديد مغناطيسى

2-             فعل بخار الماء :

يتفاعل الحديد الساخن ( 500 ^oم ) مع بخار الماء ليعطى أكسيد حديد مغناطيسى وغاز الهيدروجين

3-             مع اللا فلزات :

يتفاعل الحديد مع الكلور ليعطى كلوريد حديد III ويتحد مع الكبريت ليعطى كبريتيد الحديد  II

 4-             مع الأحماض :

يذوب الحديد فى الأحماض المعدنية المخففة ليعطى أملاح حديد II ولا يتكون أملاح حديد III  (علل)

لأن الهيدروجين الناتج يختزل أيون حديد III إلى أيون حديد II

 يتفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك المركز ليعطى كبريتات حديد II وكبريتات حديد III وغاز ثانى أكسيد الكبريت والماء

يسبب حمض النيتريك المركز خمولاً للحديد (علل)

لتكون طبقة رقيقة من الأكسيد غير مسامية على سطح الفلز تحميه من استمرار التفاعل .

ملحوظة: يمكن إزالة طبقة الصدأ بالحك أو إذابتها فى حمض هيدروكلوريك مخفف .

أكاسيد الحديد

أولاً:  أكسيد الحديد FeO) II)

تحضيره

تسخين أكسالات الحديد II بمعزل عن الهواء

 إختزال أكاسيد الحديد الأعلى بالهيدروجين أو أول أكسيد الكربون

تدريب:

هل يمكن كتابة التفاعلين السابقين مستخدماً غاز أول أكسيد الكربون بدلاً من الهيدروجين؟؟

خواص أكسيد الحديد  FeO) II)

مسحوق أسود لا يذوب فى الماء .

يتأكسد بسهولة فى الهواء الساخن ويتكون أكسيد حديد III

 يتفاعل مع الأحماض المعدنية المخففة منتجاً أملاح حديد II وماء

ثانيا: أكسيد الحديد Fe₂O_{3  )}  III  )

وجوده:

يوجد فى الطبيعة على هيئة خام الهيماتيت .

تحضيره :

إضافة محلول قلوى إلى أحد محاليل أملاح الحديد III فيترسب هيدروكسيد الحديد III  (لونهبنىمحمر) الذى عند تسخينه لدرجة حرارة أعلى من 200 °م يتحول إلى أكسيد حديد III

تسخين كبريتات الحديد II ينتج أكسيد الحديد III وخليط من غازى ثانى وثالث أكسيد الكبريت

ملحوظة : يمكن الحصول على أكسيد حديد III من أكسدة (إحتراق) الأكاسيد الأخرى كما يلي

خواص أكسيد الحديد Fe₂O₃₎ III )

لا يذوب فى الماء .

يستخدم كلون أحمر فى الدهانات لذا يسمى أكسيد الحديد الأحمر .

يتفاعل مع الأحماض المعدنية المركزة الساخنة ليتكون أملاح حديد III والماء

ثالثا: أكسيد الحديد الأسود (المغناطيسى)   Fe₃O₄

وجوده:

 يوجد فى الطبيعة على هيئة خام المجنتيت وهو أكسيد مختلط من أكسيد الحديد II وأكسيد الحديد III

تحضيره :

• من الحديد الساخن لدرجة الإحمرار بفعل الهواء أو بخار الماء .

• إختزال أكسيد حديد III بواسطة الهيدروجين أو أول أكسيد الكربون

خواص أكسيد الحديد الأسود (المغناطيسى)   Fe₃O₄

• مغناطيس قوى .

• يتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة ليعطى أملاح حديد II أملاح حديد III دليل على أنه أكسيد مركب

• عند تسخينه فى الهواء يتأكسد إلى أكسيد الحديد III