يتم إعطاء أكسيد الزنك والنحاس والزنك. الزنك - الخصائص العامة للعنصر ، الخصائص الكيميائية للزنك ومركباته

في تريجوبشاك

فائدة مدرس الكيمياء

استمرار. في البداية انظر رقم 22/2005 ؛ 1 ، 2 ، 3 ، 5 ، 6 ، 8 ، 9 ، 11 ، 13 ، 15 ، 16 ، 18 ، 22/2006 ؛
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11/2008

الدرس الرابع والعشرون

الصف العاشر(السنة الأولى من الدراسة)

الزنك ومركباته

1. الموقع في جدول DI Mendeleev ، بنية الذرة.

2. أصل الاسم.

3. الخصائص الفيزيائية.

4. الخصائص الكيميائية.

5. التواجد في الطبيعة.

6. الطرق الأساسية للحصول عليها.

7. أكسيد الزنك وهيدروكسيد - خصائص وطرق الإنتاج.

يقع الزنك في مجموعة فرعية ثانوية من المجموعة الثانية من جدول مندليف. صيغته الإلكترونية هي 1 س 2 2س 2 ص 6 3س 2 ص 6 د 10 4س 2. الزنك د- العنصر ، يظهر في المركبات حالة الأكسدة الوحيدة +2 (حيث أن مستوى الطاقة الثالث في ذرة الزنك ممتلئ بالكامل بالإلكترونات). لكونه عنصرًا مذبذبًا له غلبة للخصائص المعدنية ، يتم تضمين الزنك في كثير من الأحيان في الكاتيون ، وغالبًا ما يتم تضمينه في الأنيون. على سبيل المثال،

يُعتقد أن اسم الزنك يأتي من الكلمة الجرمانية القديمة "زنك" (أبيض ، شوكة). وتعود هذه الكلمة بدورها إلى كلمة "هراسين" العربية (معدن من الصين) ، والتي تشير إلى مكان إنتاج الزنك ، الذي تم جلبه إلى أوروبا من الصين في العصور الوسطى.

الخصائص الفيزيائية

الزنك معدن أبيض. في الهواء يتم تغطيته بفيلم أكسيد ، ويتلاشى سطحه. في البرد ، يعتبر معدنًا هشًا إلى حد ما ، ولكن عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية ، تتم معالجة الزنك بسهولة ويشكل سبائك مع معادن أخرى.

الخواص الكيميائية

الزنك معدن ذو نشاط كيميائي متوسط ​​، لكنه أكثر نشاطًا من الحديد. بعد تدمير فيلم الأكسيد ، يُظهر الزنك الخصائص الكيميائية التالية.

Zn + H 2 ZnH 2.

2 زن + س 2 2 زنو.

المعادن (-).

اللافلزات (+):

Zn + Cl 2 ZnCl 2 ،

3Zn + 2P Zn 3 P 2.

Zn + 2H 2 O Zn (OH) 2 + H 2.

أكاسيد أساسية (-).

أكاسيد حمضية (-).

الأسباب (+):

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2 ،

Zn + 2NaOH (تذوب) = Na 2 ZnO 2 + H 2.

أحماض غير مؤكسدة (+):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2.

أحماض مؤكسدة (+):

3Zn + 4H 2 SO 4 (conc.) = 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O.

4Zn + 5H 2 SO 4 (conc.) = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O ،

4Zn + 10HNO 3 (ضعيف جدًا) = 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

الأملاح (+/–): *

Zn + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2 ،

Zn + NaCl لا يوجد تفاعل.

يوجد الزنك في شكل مركبات ، أهمها السفاليريت ، أو خليط الزنك (ZnS) ، أو سميثسونايت ، أو سبار الزنك (ZnCO 3) ، وخام الزنك الأحمر (ZnO).

في الصناعة ، لإنتاج الزنك ، يتم تحميص خام الزنك من أجل الحصول على أكسيد الزنك ، والذي يتم بعد ذلك تقليله بالكربون:

2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2 ،

2ZnO + C2Zn + CO 2.

أهم مركبات الزنك هي o إلى c و d (ZnO) و g و dro إلى c و d (Zn (OH) 2). هذه مواد بلورية بيضاء تحمل خصائص مذبذبة:

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O ،

ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2 ،

Zn (OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O ،

Zn (OH) 2 + 2 NaOH = Na 2.

يمكن الحصول على أكسيد الزنك عن طريق أكسدة الزنك أو تحلل هيدروكسيد الزنك أو حرق مزيج الزنك:

Zn (OH) 2 ZnO + H 2 O ،

2ZnS + 3O 2 2ZnO + 3SO 2.

ينتج هيدروكسيد الزنك عن طريق تفاعل متبادل بين محلول ملح الزنك وقلوي:

ZnCl 2 + 2NaOH (نقص) = Zn (OH) 2 + 2NaCl.

يجب تذكر هذه المركبات: خليط الزنك (ZnS) ، كبريتات الزنك (ZnSO 4 7H 2 O).

اختبار حول موضوع "الزنك ومركباته"

1. مجموع المعاملات في معادلة تفاعل الزنك مع حمض النيتريك المخفف جدًا:

أ) 20 ؛ ب) 22 ؛ ج) 24 ؛ د) 29.

2. الزنك من محلول كربونات الصوديوم المركز يزيح:

أ) الهيدروجين. ب) أول أكسيد الكربون.

ج) ثاني أكسيد الكربون. د) الميثان.

3. يمكن أن تتفاعل المحاليل القلوية مع المواد التالية (يمكن إجراء عدة إجابات صحيحة):

أ) كبريتات النحاس والكلور.

ب) أكسيد الكالسيوم والنحاس.

ج) كبريتات هيدروجين الصوديوم والزنك.

د) هيدروكسيد الزنك وهيدروكسيد النحاس.

4. كثافة محلول هيدروكسيد الصوديوم 27.4٪ هي 1.3 جم / مل. التركيز المولي للقلويات في هذا المحلول هو:

أ) 0.0089 مول / مل ؛ ب) 0.0089 مول / لتر ؛

ج) 4 مول / لتر ؛ د) 8.905 مول / لتر.

5. للحصول على هيدروكسيد الزنك ، يجب عليك:

أ) إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم بالتنقيط إلى محلول كلوريد الزنك ؛

ب) إضافة محلول كلوريد الزنك بالتنقيط إلى محلول هيدروكسيد الصوديوم ؛

ج) إضافة فائض من محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى محلول كلوريد الزنك ؛

د) إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم بالتنقيط إلى محلول كربونات الزنك ؛

6. تخلص من الاتصال "الإضافي":

أ) H 2 ZnO 2 ؛ ب) ZnCl 2 ؛ ج) أكسيد الزنك ؛ د) الزنك (أوه) 2.

7. تمت معالجة سبيكة من النحاس والزنك وزنها 24.12 جم مع زيادة حمض الكبريتيك المخفف. في الوقت نفسه ، تم إطلاق 3.36 لترًا من الغاز (نو). نسبة كتلة الزنك في هذه السبيكة (٪):

أ) 59.58 ؛ ب) 40.42 ؛ ج) 68.66 ؛ د) 70.4.

8. سوف تتفاعل حبيبات الزنك مع محلول مائي (عدة إجابات صحيحة ممكنة):

أ) حمض الهيدروكلوريك. ب) حمض النيتريك.

ج) هيدروكسيد البوتاسيوم. د) كبريتات الألومنيوم.

9. تم امتصاص ثاني أكسيد الكربون بحجم 16.8 لتر (NU) بواسطة 400 جم من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم بنسبة 28٪. نسبة كتلة المادة في المحلول (٪):

أ) 34.5 ؛ ب) 31.9 ؛ ج) 69 ؛ د) 63.7.

10. كتلة عينة كربونات الزنك ، التي تحتوي على 4.816 10 24 ذرة أكسجين ، (بالجرام):

أ) 1000 ؛ ب) 33.3 ؛ ج) 100 ؛ د) 333.3.

مفتاح الاختبار

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ب	أ	أ ، في	جي	أ	ب	ب	ا ب ت ث	ب	جي

المهام والتمارين للمعادن المتذبذبة

سلاسل التحول

1. الزنك -> أكسيد الزنك -> هيدروكسيد الزنك -> كبريتات الزنك -> كلوريد الزنك -> نترات الزنك -> كبريتيد الزنك -> أكسيد الزنك -> زنك البوتاسيوم.

2. أكسيد الألومنيوم -> رباعي هيدروكس ألومينات البوتاسيوم -> كلوريد الألومنيوم -> هيدروكسيد الألومنيوم -> رباعي هيدروكس ألومينات البوتاسيوم.

3. الصوديوم -> هيدروكسيد الصوديوم -> بيكربونات الصوديوم -> كربونات الصوديوم -> هيدروكسيد الصوديوم -> سداسي هيدروكسي كرومات الصوديوم (III).

4. الكروم -> كلوريد الكروم (II) -> كلوريد الكروم (III) -> سداسي هيدروكسي كرومات البوتاسيوم (III) + بروم + هيدروكسيد البوتاسيوم -> كرومات البوتاسيوم -> ثنائي كرومات البوتاسيوم -> أكسيد الكروم (VI).

5. كبريتيد الحديد (II) -> X 1 -> أكسيد الحديد (III) -> X 2 -> كبريتيد الحديد (II).

6. كلوريد الحديد (II) -> A -> B -> C -> D -> E -> كلوريد الحديد (II) (تحتوي جميع المواد على الحديد ؛ في المخطط لا يوجد سوى ثلاثة تفاعلات الأكسدة والاختزال على التوالي).

7. الكروم -> X 1 -> كبريتات الكروم (III) -> X 2 -> ثنائي كرومات البوتاسيوم -> X 3 -> الكروم.

المستوى أ

1. لإذابة 1.26 جم من سبيكة من المغنيسيوم مع الألومنيوم ، تم استخدام 35 مل من محلول 19.6٪ من حمض الكبريتيك (كثافة - 1.14 جم / مل). تفاعل الحمض الزائد مع 28.6 مل من محلول بيكربونات البوتاسيوم 1.4 مول / لتر. حدد تكوين سبيكة البداية وحجم الغاز (عدد غير محدد) المنطلق أثناء انحلال السبيكة.

إجابة. 57.6٪ ملغ ؛ 42.4٪ آل ؛ 1.34 لتر 2.

2. تم تحميص خليط من الكالسيوم والألومنيوم وزنه 18.8 جم في حالة عدم وجود هواء مع زيادة مسحوق الجرافيت. تمت معالجة منتج التفاعل بالمخفف حامض الهيدروكلوريك، بينما تم إطلاق 11.2 لترًا من الغاز (نو). حدد تكوين الخليط الأصلي.

حل

معادلات التفاعل:

دع (Ca) = xمول ، (Al) = 4 ذخلد.

ثم: 40 x + 4 27ذ = 18,8.

حسب حالة المشكلة:

ت (C 2 H 2 + CH 4) = 11.2 لتر.

بالتالي،

(C 2 H 2 + CH 4) = 11.2 / 22.4 = 0.5 مول.

حسب معادلة التفاعل:

(C 2 H 2) = (CaC 2) = (Ca) = NSخلد،

(CH 4) = 3/4 (Al) = 3 ذخلد،

x + 3ذ = 0,5.

نحل النظام:

x = 0,2, ذ = 0,1.

بالتالي،

(Ca) = 0.2 مول ،

(Al) = 4 0.1 = 0.4 مول.

في الخليط الأصلي:

م(Ca) = 0.2 40 = 8 جم ،

(Ca) = 8 / 18.8 = 0.4255 أو 42.6٪ ؛

م(Al) = 0.4 27 = 10.8 جم ،

(Al) = 10.8 / 18.8 = 0.5744 أو 57.4٪.

إجابة... 42.6٪ كالسيوم ؛ 57.4٪ آل.

3. عندما تفاعل 11.2 جم من معدن المجموعة الثامنة من النظام الدوري مع الكلور ، تم تكوين 32.5 جم من الكلوريد. حدد المعدن.

إجابة... حديد.

4. ينتج عن إطلاق البايرايت 25 م 3 من ثاني أكسيد الكبريت (درجة الحرارة 25 درجة مئوية والضغط 101 كيلو باسكال). احسب كتلة المادة الصلبة الناتجة.

إجابة. 40.8 كجم Fe 2 O 3.

5. عند تكليس 69.5 جم من الهيدرات البلورية لكبريتات الحديد (II) ، يتم تكوين 38 جم من الملح اللامائي. أوجد صيغة الهيدرات البلورية.

إجابة.هيبتاهيدراتي FeSO 4 7H 2 O.

6. تحت تأثير فائض حمض الهيدروكلوريك على 20 جم من خليط يحتوي على النحاس والحديد ، تم إطلاق غاز بحجم 3.36 لتر (NU). حدد تكوين الخليط الأصلي.

إجابة. 58٪ نحاس ؛ 42٪ حديد.

المستوى ب

1. ما هو حجم 40٪ من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (كثافة - 1.4 جم / مل) الذي يجب إضافته إلى 50 جم من محلول كلوريد الألومنيوم بنسبة 10٪ من أجل إذابة الراسب المترسب في البداية تمامًا؟

إجابة. 15 مل

2. تم حرق المعدن في الأكسجين بتكوين 2.32 جم من الأكسيد ، لتقليله إلى المعدن ، من الضروري إنفاق 0.896 لتر (n.u.) من أول أكسيد الكربون. تمت إذابة المعدن المختزل في حمض الكبريتيك المخفف ، يعطي المحلول الناتج راسبًا أزرق مع ملح الدم الأحمر. حدد صيغة الأكسيد.

إجابة: Fe 3 O 4.

3. ما هو حجم 5.6 مولار من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم المطلوب لإذابة 5 جم تمامًا من خليط من الكروم (III) وهيدروكسيدات الألومنيوم ، إذا كان جزء كتلة الأكسجين في هذا الخليط 50٪؟

إجابة. 9.3 مل

4. تمت إضافة كبريتيد الصوديوم إلى محلول 14٪ من نترات الكروم (III) ، وتم ترشيح المحلول الناتج وغليه (بدون فقد الماء) ، بينما انخفض الجزء الكتلي من ملح الكروم إلى 10٪. حدد الكسور الكتلية للمواد المتبقية في المحلول الناتج.

إجابة. 4.38٪ نانو 3.

5. تمت إذابة خليط من كلوريد الحديد (II) مع ثنائي كرومات البوتاسيوم في الماء وتم تحمض المحلول باستخدام حمض الهيدروكلوريك. بعد مرور بعض الوقت ، تمت إضافة فائض من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم بالتقطير إلى المحلول ، ويتم ترشيح المادة المترسبة المتكونة وتحميصها إلى وزن ثابت. كتلة البقايا الجافة 4.8 جم ، أوجد كتلة الخليط الأولي من الأملاح ، مع الأخذ في الاعتبار أن الكسور الكتلية لكلوريد الحديد (II) وثاني كرومات البوتاسيوم فيها هي 3: 2.

إجابة. 4.5 جرام

6. تمت إذابة 139 جم من كبريتات الحديدوز في الماء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وتم الحصول على محلول مشبع. عندما يتم تبريد هذا المحلول إلى 10 درجة مئوية ، يترسب راسب من كبريتات الحديدوز. أوجد كتلة الراسب و جزء الشاملكبريتات الحديد (II) في المحلول المتبقي (قابلية ذوبان كبريتات الحديد (II) عند 20 درجة مئوية هي 26 جم ، وعند 10 درجة مئوية - 20 جم).

إجابة. 38.45 جم FeSO 4 7H 2 O ؛ 16.67٪.

المهام النوعية

1. مادة بسيطة ذات ضوء أبيض فضي ، لها موصلية حرارية وكهربائية جيدة ، تتفاعل عند تسخينها بمادة بسيطة أخرى. راسب من مادة ب ، المواد ، اكتب معادلات التفاعل.

إجابة.المواد: A - Al، B - S، C - H 2 S.

2. هناك نوعان من الغازات ، A و B ، وجزيئاتهما ثلاثية الذرات. عندما يضاف كل منهم إلى محلول ألومينات البوتاسيوم ، يتشكل راسب. اقترح الصيغ المحتملة للغازين A و B ، مع الأخذ في الاعتبار أن هذه الغازات ثنائية. اكتب معادلات التفاعل. كيف يمكن تمييز هذه الغازات كيميائيا؟

حل

غاز أ - ثاني أكسيد الكربون ؛ غاز B - H 2 S.

2KAlO 2 + CO 2 + 3H 2 O = 2Al (OH) 3 + K 2 CO 3 ،

2KAlO 2 + H 2 S + 2H 2 O = 2Al (OH) 3 + K 2 S.

3. يتحلل المركب البني A ، غير القابل للذوبان في الماء ، عند التسخين ليشكل أكاسدين ، أحدهما ماء. أكسيد آخر ، B ، يتم اختزاله بواسطة الكربون ليشكل معدن C ، ثاني أكثر المعادن شيوعًا في الطبيعة. حدد المواد ، اكتب معادلات التفاعل.

إجابة.المواد: A - Fe (OH) 3 ،
ب - Fe 2 O 3، C - Fe.

4. يتكون الملح أ من عنصرين ؛ عندما يتم إطلاقه في الهواء ، يتشكل اثنان من الأكاسيد: ب - صلب ، بني ، وغازي. يدخل أكسيد B في تفاعل إحلال مع المعدن الأبيض الفضي C (عند تسخينه). حدد المواد واكتب معادلات التفاعل.

إجابة.المواد: A - FeS 2، B - Fe 2 O 3، C - Al.

* تعني علامة +/- أن هذا التفاعل لا يحدث مع جميع الكواشف أو في ظل ظروف محددة.

يتبع

اكتب معادلات التفاعل وفقًا لمخططات Pozhaaaluist 1) فوسفات الكالسيوم + كلوريد الباريوم = فوسفات الباريوم + كلوريد الكالسيوم 2) كربونات الصوديوم + نترات البوتاسيوم = كربونات

الكالسيوم + نترات الصوديوم 3) حامض الكبريتيك + هيدروكسيد المغنيسيوم = كبريتات المغنيسيوم + الفودا 4) أكسيد الليثيوم + حمض الهيدروكلوريك = كلوريد الليثيوم + الماء 5) أكسيد الكبريت (V1) + هيدروكسيد الصوديوم = كبريتات الصوديوم + الماء 6) الألومنيوم + حمض الهيدروبروميك = بروميد الألومنيوم + هيدروجين 7) نترات الرصاص (11) + كبريتيد الصوديوم = كبريتيد الرصاص (11) + حمض السيليك 8) سيليكات البوتاسيوم + حمض الفوسفوريك = فوسفات البوتاسيوم + حمض السيليك 9) هيدروكسيد الزنك - حمض الهيدرويودك = يوديد الزنك + الماء 10) أكسيد النيتريك (V) + هيدروكسيد الصوديوم = نترات البوتاسيوم + الماء 11) نترات الباريوم + حمض الكبريتيك = كبريتات الباريوم + حمض النيتريك 12) أول أكسيد الكربون (1 فولت) - هيدروكسيد الكالسيوم = كربونات الكالسيوم + الماء 13) أكسيد الكبريت (1 فولت) + أكسيد البوتاسيوم = كبريتات البوتاسيوم 14) أكسيد المغنيسيوم + الفوسفور (V) = فوسفات المغنيسيوم 15) حامض النيتريك + هيدروكسيد الكروم (111) = نترات الكروم (111) + الماء 16) حمض كبريتيد الهيدروجين + نترات الفضة = كبريتيد الفضة + حمض النيتريك 17 ) أكسيد الحديد (111) + هيدروجين = حديد + ماء 18) نترات النحاس (11) + ألومنيوم = نحاس + نترات الألومنيوم 19) هيدروكسيد الألومنيوم = أكسيد الألومنيوم + ماء

أ) الصوديوم - هيدروكسيد الصوديوم - كبريتيد الصوديوم - كلوريد الصوديوم - كبريتات الصوديوم ب) المغنيسيوم - كبريتات المغنيسيوم - هيدروكسيد المغنيسيوم - أكسيد المغنيسيوم - كلوريد المغنيسيوم

ج) الرصاص - الرصاص (II) أكسيد - نترات الرصاص (II) - الرصاص (II) هيدروكسيد - الرصاص (II) أكسيد - الرصاص (II) كبريتات ز) الكبريت - كبريتيد الهيدروجين - كبريتات البوتاسيوم - - كلوريد البوتاسيوم - كلوريد البوتاسيوم - حمض الهيدروكلوريك هـ) الكالسيوم - هيدروكسيد الكالسيوم - كربونات الكالسيوم - نترات الكالسيوم - حمض النيتريك و) الألومنيوم - كبريتات الألومنيوم - هيدروكسيد الألومنيوم - أكسيد الألومنيوم - نترات الألومنيوم ز) الكبريت - أكسيد الكبريت (IV) - حامض الكبريتيك - الصوديوم كبريتات - حامض الكبريتيك ح) أكسجين - أكسيد الألومنيوم - كبريتات الألومنيوم - هيدروكسيد الألومنيوم - ميتالومينيت الصوديوم ي) ألومنيوم - كلوريد الألومنيوم - نترات الألومنيوم - هيدروكسيد الألومنيوم - كبريتات الألومنيوم l) نحاس - نحاس (II) كلوريد - نحاس - نحاس (II) أكسيد - نحاس (II) نترات م) حديد - حديد (II) كلوريد - حديد (II) هيدروكسيد - كبريتات الحديد (II) - حديد ن) حديد - حديد (III) كلوريد - حديد (III) نترات - حديد (III) كبريتات - حديد

1. يتفاعل مع محلول مائي من كربونات الصوديوم

1) كبريتات البوتاسيوم 3) كبريتيد النحاس (II)
2) أول أكسيد الكربون (IV) 4) حمض السيليك

2. يتفاعل مع محلول كلوريد الباريوم
1) هيدروكسيد الكالسيوم 3) كبريتات الصوديوم
2) النحاس (II) هيدروكسيد 4) الهيدروجين

3. يتفاعل مع محلول نترات الكالسيوم
1) كربونات الصوديوم 3) السيليكون
2) الزنك 4) حمض الهيدروبروميك

4- تفاعل 1 جزيء جرامي و 2 جزيء جرامي من KoH
1) ملح متوسط. 3) ملح حامضي
2) الملح الأساسي 4) المواد لا تتفاعل

5. نتيجة تفاعل سيليكات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك ،
1) سيليسيد الصوديوم 3) حمض السيليك
2) السيليكون 4) أكسيد السيليكون

1. يتكون الملح والقلويات من تفاعل المحاليل
1)

2. يتفاعل مع محلول نترات الباريوم
1) كلوريد الصوديوم 3) كربونات البوتاسيوم
2) النحاس 4) كربونات الكالسيوم

3. يتفاعل مع محلول نترات الباريوم
1) كبريتات الصوديوم 3) الحديد
2) كلوريد الكلمات 4) النحاس

4. يتفاعل مع محلول كبريتات الزنك
1) المغنيسيوم 3) الكبريت
2) أكسيد السيليكون 4) هيدروكسيد الألومنيوم

5. التفاعل الكيميائي (في المحلول) ممكن بين

6) ما هي المواد التي يحدث تفاعل كيميائي؟
1) كربونات الكالسيوم ونترات الصوديوم
2) سيليكات المغنيسيوم وفوسفات البوتاسيوم
3) كبريتات الحديد (II) وكبريتيد الرصاص
4) كلوريد الباريوم وكبريتات الزنك

سبائك الزنك مع النحاس - النحاس الأصفر - كانت معروفة في اليونان القديمة ، مصر القديمة ، الهند (القرن السابع) ، الصين (القرن الحادي عشر). لفترة طويلة لم يكن من الممكن عزل الزنك النقي. في عام 1746 ، طورت شركة A. على المستوى الصناعي ، بدأ صهر الزنك في القرن السابع عشر.
يترجم اللاتينية الزنك باسم "ازهر أبيض". لم يتم تحديد أصل هذه الكلمة بدقة. يفترض أنها تأتي من "تشينغ" الفارسية ، على الرغم من أن هذا الاسم لا يشير إلى الزنك ، ولكن بشكل عام إلى الأحجار. تم العثور على كلمة "الزنك" في أعمال باراسيلسوس وغيره من الباحثين في القرنين السادس عشر والسابع عشر. وربما يعود إلى "الزنك" الجرماني القديم - غارة ، قذى للعين. أصبح اسم "الزنك" شائع الاستخدام فقط في عشرينيات القرن الماضي.

التواجد في الطبيعة ، الحصول على:

أكثر معادن الزنك شيوعًا هو السفاليريت ، أو مزيج الزنك. المكون الرئيسي للمعادن هو كبريتيد الزنك ZnS ، والشوائب المختلفة تعطي هذه المادة جميع أنواع الألوان. على ما يبدو ، لهذا ، يسمى المعدن بليند. يعتبر مزيج الزنك هو المعدن الأساسي الذي تشكلت منه المعادن الأخرى للعنصر رقم 30: سميثسونايت ZnCO 3 ، الزنكيت ZnO ، كالامين 2ZnO · SiO 2 · H 2 O. في Altai ، يمكنك غالبًا العثور على خام "سنجاب" مخطط - أ خليط من الزنك المخلوط والصاري البني. قطعة من هذا الخام من مسافة تبدو وكأنها حيوان مخطط مخفي.
يبدأ فصل الزنك بتركيز الخام بواسطة طرق الترسيب أو التعويم ، ثم يتم تحميصه لتكوين أكاسيد: 2ZnS + 3О 2 = 2ZnО + 2SO 2
تتم معالجة أكسيد الزنك كهربائيا أو يتم تقليله بفحم الكوك. في الحالة الأولى ، يتم ترشيح الزنك من أكسيد الخام بمحلول مخفف من حمض الكبريتيك ، ويتم ترسيب شوائب الكادميوم بغبار الزنك ، ويتعرض محلول كبريتات الزنك للتحليل الكهربائي. يتم ترسيب معدن نقاوة 99.95٪ على كاثودات الألومنيوم.

الخصائص الفيزيائية:

في شكله النقي ، هو معدن أبيض فضي مطيل إلى حد ما. في درجة حرارة الغرفةهشة ، عندما تنثني اللوحة ، تسمع خشخشة من احتكاك البلورات (عادة ما تكون أقوى من "صرخة القصدير"). الزنك مطيل عند 100-150 درجة مئوية. الشوائب ، حتى الشوائب منها ، تزيد بشكل حاد من هشاشة الزنك. نقطة الانصهار - 692 درجة مئوية ، نقطة الغليان - 1180 درجة مئوية

الخواص الكيميائية:

معدن مذبذب نموذجي. جهد القطب القياسي هو -0.76 فولت ، في سلسلة الجهد القياسي يقع قبل الحديد. في الهواء ، الزنك مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد ZnO. يحترق عند تسخينه. عند تسخينه ، يتفاعل الزنك مع الهالوجينات ، مع الفوسفور ، مكونًا الفوسفاتيد Zn 3 P 2 و ZnP 2 ، مع الكبريت ونظائره ، مكونًا العديد من الكالكوجينيدات ، ZnS ، ZnSe ، ZnSe 2 و ZnTe. لا يتفاعل الزنك بشكل مباشر مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون والبورون. ينتج نيتريد الزنك 3 N 2 عن طريق تفاعل الزنك مع الأمونيا عند 550-600 درجة مئوية.
يتفاعل الزنك ذو النقاوة العادية بنشاط مع محاليل الأحماض والقلويات ، ويشكل في الحالة الأخيرة هيدروكسوزينكات: Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
لا يتفاعل الزنك النقي جدًا مع محاليل الأحماض والقلويات.
يتميز الزنك بمركبات بحالة الأكسدة: +2.

أهم الروابط:

أكسيد الزنك- ZnO ، أبيض ، مذبذب ، يتفاعل مع كل من المحاليل الحمضية والقلويات:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (اندماج).
هيدروكسيد الزنك- يتشكل على شكل راسب هلامي أبيض عند إضافة قلوي إلى المحاليل المائية لأملاح الزنك. هيدروكسيد الأمفوتريك
أملاح الزنك... مواد بلورية عديمة اللون. في المحاليل المائية ، تشكل أيونات الزنك Zn 2+ مجمعات مائية 2+ و 2+ وتخضع لتحلل مائي قوي.
زنكاتستتشكل عن طريق تفاعل أكسيد الزنك أو هيدروكسيد مع القلويات. عند الاندماج ، تتشكل metazincates (على سبيل المثال ، Na 2 ZnO 2) ، والتي تذوب في الماء وتتحول إلى رباعي هيدروكسوزينكات: Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2. عندما يتم تحمض المحاليل ، يترسب هيدروكسيد الزنك.

تطبيق:

إنتاج الطلاءات المضادة للتآكل. - يستخدم الزنك المعدني على شكل قضبان للحماية من تآكل منتجات الصلب عند ملامستها لمياه البحر. يتم استخدام حوالي نصف إجمالي الزنك المنتج لإنتاج الفولاذ المجلفن ، والثلث لجلفنة الغمس الساخن للمنتجات النهائية ، والباقي للشريط والأسلاك.
- سبائك الزنك - النحاس الأصفر (نحاس زائد 20-50٪ زنك) لها أهمية عملية كبيرة. لصب القوالب ، بالإضافة إلى النحاس الأصفر ، يتم استخدام عدد متزايد بسرعة من سبائك الزنك الخاصة.
- مجال آخر للتطبيق هو إنتاج البطاريات الجافة ، على الرغم من وجودها السنوات الاخيرةلقد انخفض بشكل كبير.
- يستخدم تيلورايد الزنك ZnTe كمادة لمقاومات الضوء وكاشفات الأشعة تحت الحمراء ومقاييس الجرعات وعدادات الإشعاع. - يستخدم الزنك أسيتات Zn (CH 3 COO) 2 كمثبت لصباغة الأقمشة ، وحافظة للأخشاب ، وعامل مضاد للفطريات في الطب ، ومحفز في التخليق العضوي. أسيتات الزنك هي أحد مكونات أسمنت الأسنان وتستخدم في صناعة الزجاج والبورسلين.

يعد الزنك من أهم العناصر النشطة بيولوجيًا وهو ضروري لجميع أشكال الحياة. يرجع دوره بشكل أساسي إلى حقيقة أنه جزء من أكثر من 40 إنزيمًا مهمًا. تم تحديد وظيفة الزنك في البروتينات المسؤولة عن التعرف على التسلسل الأساسي في الحمض النووي ، وبالتالي تنظيم نقل المعلومات الجينية أثناء تكرار الحمض النووي. يشارك الزنك في استقلاب الكربوهيدرات بمساعدة هرمون يحتوي على الزنك - الأنسولين. يعمل فيتامين أ فقط في وجود الزنك ، كما أن الزنك ضروري لتكوين العظام.
في الوقت نفسه ، أيونات الزنك سامة.

Bespomestnykh S.، Shtanova I.
جامعة KhF Tyumen State ، مجموعة 571.

المصادر: ويكيبيديا:

ينتمي النحاس (Cu) إلى عناصر d ويقع في المجموعة IB في الجدول الدوري لمندلييف. تتم كتابة التكوين الإلكتروني لذرة النحاس في الحالة الأرضية بالشكل 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 بدلاً من الصيغة المفترضة 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2. بعبارة أخرى ، في حالة وجود ذرة نحاسية ، يُلاحظ ما يسمى "زلة الإلكترون" من المستوى الفرعي 4s إلى المستوى الفرعي ثلاثي الأبعاد. بالنسبة للنحاس ، بالإضافة إلى الصفر ، من الممكن حدوث حالات الأكسدة +1 و +2. حالة الأكسدة +1 عرضة لعدم التناسب وهي مستقرة فقط في المركبات غير القابلة للذوبان مثل CuI و CuCl و Cu 2 O وما إلى ذلك ، وكذلك في المركبات المعقدة ، على سبيل المثال ، Cl و OH. مركبات النحاس في حالة الأكسدة +1 ليس لها لون محدد. لذلك ، يمكن أن يكون أكسيد النحاس (I) ، اعتمادًا على حجم البلورات ، أحمر داكن (بلورات كبيرة) وأصفر (بلورات صغيرة) ، و CuCl و CuI - أبيض ، و Cu 2 S - أسود وأزرق. أكثر استقرارًا كيميائيًا هو حالة أكسدة النحاس ، والتي تساوي +2. تكون الأملاح التي تحتوي على النحاس في حالة الأكسدة هذه زرقاء وخضراء وزرقاء اللون.

النحاس هو معدن ناعم للغاية وله مطيل وله موصلية كهربائية وحرارية عالية. لون النحاس المعدني أحمر وردي. النحاس في خط النشاط المعدني على يمين الهيدروجين ، أي يشير إلى المعادن منخفضة النشاط.

بالأكسجين

في ظل الظروف العادية ، لا يتفاعل النحاس مع الأكسجين. لكي يحدث التفاعل بينهما ، يلزم التسخين. اعتمادًا على زيادة أو نقص الأكسجين وظروف درجة الحرارة ، يمكن أن يتكون أكسيد النحاس (II) وأكسيد النحاس (I):

باللون الرمادي

يمكن أن يؤدي تفاعل الكبريت مع النحاس ، اعتمادًا على ظروف التشغيل ، إلى تكوين كل من كبريتيد النحاس (I) وكبريتيد النحاس (II). عندما يتم تسخين خليط من مسحوق Cu و S إلى درجة حرارة 300-400 درجة مئوية ، يتشكل كبريتيد النحاس (I):

مع نقص الكبريت ويتم التفاعل عند درجة حرارة تزيد عن 400 درجة مئوية ، يتم تكوين كبريتيد النحاس (II). ومع ذلك ، فإن الطريقة الأسهل للحصول على كبريتيد النحاس (II) من مواد بسيطة هي تفاعل النحاس مع الكبريت المذاب في ثاني كبريتيد الكربون:

يحدث هذا التفاعل في درجة حرارة الغرفة.

مع الهالوجينات

يتفاعل النحاس مع الفلور والكلور والبروم مكونًا هاليدات بالصيغة العامة CuHal 2 ، حيث يكون Hal هو F أو Cl أو Br:

النحاس + Br 2 = CuBr 2

في حالة اليود ، أضعف عامل مؤكسد بين الهالوجينات ، يتكون يوديد النحاس (I):

لا يتفاعل النحاس مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون.

مع الأحماض غير المؤكسدة

جميع الأحماض تقريبًا عبارة عن أحماض غير مؤكسدة ، باستثناء حمض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك بأي تركيز. نظرًا لأن الأحماض غير المؤكسدة قادرة على أكسدة المعادن الموجودة في نطاق النشاط إلى الهيدروجين ؛ هذا يعني أن النحاس لا يتفاعل مع هذه الأحماض.

مع الأحماض المؤكسدة

- حامض الكبريتيك المركز

يتفاعل النحاس مع حامض الكبريتيك المركز عند تسخينه وفي درجة حرارة الغرفة. عند التسخين ، يستمر التفاعل وفقًا للمعادلة:

نظرًا لأن النحاس ليس عامل اختزال قويًا ، يتم تقليل الكبريت في هذا التفاعل فقط إلى حالة الأكسدة +4 (في SO 2).

- بحمض النيتريك المخفف

يؤدي تفاعل النحاس مع HNO 3 المخفف إلى تكوين نترات النحاس (II) وأول أكسيد النيتروجين:

3Cu + 8HNO 3 (تخفيف) = 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

- بحمض النيتريك المركز

يتفاعل HNO 3 المركز بسهولة مع النحاس في الظروف العادية. يكمن الاختلاف بين تفاعل النحاس مع حمض النيتريك المركز والتفاعل مع حمض النيتريك المخفف في ناتج اختزال النيتروجين. في حالة تركيز HNO 3 ، يتم تقليل النيتروجين إلى حد أقل: بدلاً من أكسيد النيتريك (II) ، يتم تكوين أكسيد النيتروجين (IV) ، والذي يرتبط بمنافسة أكبر بين جزيئات حمض النيتريك في الحمض المركز لإلكترونات الاختزال وكيل (Cu):

النحاس + 4HNO 3 = النحاس (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

مع أكاسيد اللافلزات

يتفاعل النحاس مع بعض الأكاسيد غير المعدنية. على سبيل المثال ، مع أكاسيد مثل NO 2 ، NO ، N 2 O ، يتأكسد النحاس إلى أكسيد النحاس (II) ، ويتم تقليل النيتروجين إلى حالة الأكسدة 0 ، أي تتكون مادة بسيطة N 2:

في حالة ثاني أكسيد الكبريت ، يتم تكوين كبريتيد النحاس (I) بدلاً من مادة بسيطة (الكبريت). هذا يرجع إلى حقيقة أن النحاس مع الكبريت ، على عكس النيتروجين ، يتفاعل:

مع أكاسيد المعادن

عند تلبيد النحاس المعدني بأكسيد النحاس (II) عند درجة حرارة 1000-2000 درجة مئوية ، يمكن الحصول على أكسيد النحاس (I):

أيضًا ، يمكن تقليل النحاس المعدني عن طريق تكليس أكسيد الحديد (III) إلى أكسيد الحديد (II):

بأملاح معدنية

يزيح النحاس المعادن الأقل نشاطًا (على يمينها في صف النشاط) من محاليل أملاحها:

Cu + 2AgNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓

يحدث تفاعل مثير للاهتمام أيضًا حيث يذوب النحاس في ملح معدن أكثر نشاطًا - الحديد في حالة الأكسدة +3. ومع ذلك ، لا توجد تناقضات ، منذ ذلك الحين لا يحل النحاس محل الحديد من ملحه ، ولكنه يعيده فقط من حالة الأكسدة +3 إلى حالة الأكسدة +2:

Fe 2 (SO 4) 3 + Cu = CuSO 4 + 2 FeSO4

Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2

يتم استخدام التفاعل الأخير في تصنيع الدوائر الدقيقة في مرحلة نقش الصفائح النحاسية.

تآكل النحاس

يتآكل النحاس بمرور الوقت عندما يتلامس مع الرطوبة وثاني أكسيد الكربون والأكسجين في الهواء:

2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuOH) 2 CO 3

نتيجة لهذا التفاعل ، يتم تغطية المنتجات النحاسية بزهرة خضراء مزرقة من النحاس (II) هيدروكسي كربونات.

الخصائص الكيميائية للزنك

يقع Zinc Zn في مجموعة IIB من الفترة IV-th. التكوين الإلكتروني لمدارات التكافؤ لذرات عنصر كيميائي في الحالة الأرضية هو 3d 10 4s 2. بالنسبة للزنك ، تكون حالة أكسدة واحدة فقط ممكنة ، تساوي +2. أكسيد الزنك ZnO وهيدروكسيد الزنك Zn (OH) 2 لهما خصائص مذبذبة.

عند تخزينه في الهواء ، يتلطخ الزنك ويصبح مغطى بطبقة رقيقة من أكسيد ZnO. تتم عملية الأكسدة بسهولة خاصة في ظل الرطوبة العالية وفي وجود ثاني أكسيد الكربون بسبب التفاعل:

2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3

يحترق بخار الزنك في الهواء ، وتحترق شريحة رقيقة من الزنك بعد تسخينها في لهب موقد بلهب أخضر:

عند تسخينه ، يتفاعل معدن الزنك أيضًا مع الهالوجينات والكبريت والفوسفور:

لا يتفاعل الزنك بشكل مباشر مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون والبورون.

يتفاعل الزنك مع الأحماض غير المؤكسدة لإطلاق الهيدروجين:

Zn + H 2 SO 4 (20٪) → ZnSO 4 + H 2

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

الزنك التقني قابل للذوبان بشكل خاص في الأحماض ، لأنه يحتوي على شوائب من معادن أخرى أقل نشاطًا ، على وجه الخصوص ، الكادميوم والنحاس. الزنك عالي النقاء مقاوم للأحماض لأسباب معينة. من أجل تسريع التفاعل ، يتم وضع عينة من الزنك عالي النقاوة على اتصال مع النحاس أو إضافة القليل من ملح النحاس إلى المحلول الحمضي.

عند درجة حرارة 800-900 درجة مئوية (حرارة حمراء) ، يتفاعل الزنك المعدني ، كونه في حالة منصهرة ، مع بخار شديد السخونة ، ويطلق الهيدروجين منه:

Zn + H 2 O = ZnO + H 2

يتفاعل الزنك أيضًا مع الأحماض المؤكسدة: حمض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك.

يمكن للزنك كمعدن نشط أن يشكل ثاني أكسيد الكبريت والكبريت الأولي وحتى كبريتيد الهيدروجين مع حمض الكبريتيك المركز.

Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

يتم تحديد تركيبة منتجات تقليل حمض النيتريك من خلال تركيز المحلول:

Zn + 4HNO 3 (conc.) = Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3Zn + 8HNO 3 (40٪) = 3Zn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

4Zn + 10HNO 3 (20٪) = 4Zn (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

5Zn + 12HNO 3 (6٪) = 5Zn (NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O

4Zn + 10HNO 3 (0.5٪) = 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

يتأثر اتجاه العملية أيضًا بدرجة الحرارة وكمية الحمض ونقاء المعدن ووقت التفاعل.

يتفاعل الزنك مع المحاليل القلوية لتشكيل تتراهيدروكسوزينكاتوالهيدروجين:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

Zn + Ba (OH) 2 + 2H 2 O = Ba + H 2

عندما يكون مخلوطًا بقلويات لا مائية ، يتشكل الزنك زنكوالهيدروجين:

في بيئة شديدة القلوية ، يعتبر الزنك عامل اختزال قوي للغاية قادر على تقليل النيتروجين في النترات والنتريت إلى أمونيا:

4Zn + NaNO 3 + 7NaOH + 6H 2 O → 4Na 2 + NH 3

بسبب التعقيد ، يذوب الزنك ببطء في محلول الأمونيا ، مما يقلل الهيدروجين:

Zn + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O

يستعيد الزنك أيضًا المعادن الأقل نشاطًا (على يمينها في صف النشاط) من المحاليل المائية لأملاحها:

Zn + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2

Zn + FeSO 4 = Fe + ZnSO4

الخصائص الكيميائية للكروم

الكروم هو عنصر من عناصر مجموعة VIB في الجدول الدوري. تتم كتابة التكوين الإلكتروني لذرة الكروم بالشكل 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 ، أي في حالة الكروم ، وكذلك في حالة ذرة النحاس ، لوحظ ما يسمى ب "زلة الإلكترون"

حالات الأكسدة الأكثر شيوعًا للكروم هي +2 و +3 و +6. يجب أن نتذكرها ، وفي إطار برنامج الاستخدام في الكيمياء ، يمكن افتراض أن الكروم ليس له حالات أكسدة أخرى.

في ظل الظروف العادية ، يكون الكروم مقاومًا للتآكل في كل من الهواء والماء.

التفاعل مع اللافلزات

بالأكسجين

الكروم المعدني المسحوق الذي يتم تسخينه إلى درجة حرارة تزيد عن 600 درجة مئوية يحترق في الأكسجين النقي لتكوين أكسيد الكروم (III):

4Cr + 3O 2 = ا ر=> 2Cr 2 O 3

مع الهالوجينات

يتفاعل الكروم مع الكلور والفلور عند درجات حرارة أقل من الأكسجين (250 و 300 درجة مئوية ، على التوالي):

2Cr + 3F 2 = ا ر=> 2CrF 3

2Cr + 3Cl 2 = ا ر=> 2CrCl 3

يتفاعل الكروم مع البروم عند درجة حرارة حمراء (850-900 درجة مئوية):

2Cr + 3Br 2 = ا ر=> 2CrBr 3

بالنيتروجين

يتفاعل الكروم المعدني مع النيتروجين عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية:

2Cr + N 2 = ار=> 2CrN

باللون الرمادي

مع الكبريت ، يمكن أن يشكل الكروم كلاً من كبريتيد الكروم (II) وكبريتيد الكروم (III) ، والذي يعتمد على نسب الكبريت والكروم:

Cr + S = س ر=> CrS

2Cr + 3S = س ر=> Cr 2 S 3

لا يتفاعل الكروم مع الهيدروجين.

التفاعل مع المواد المعقدة

التفاعل مع الماء

ينتمي الكروم إلى معادن ذات نشاط متوسط ​​(تقع في صف النشاط المعدني بين الألومنيوم والهيدروجين). هذا يعني أن التفاعل يحدث بين الكروم الأحمر الساخن والبخار شديد السخونة:

2 كر + 3 س 2 س = س ر=> Cr 2 O 3 + 3H 2

5 التفاعلات مع الأحماض

يتم تخميل الكروم في الظروف العادية بأحماض الكبريتيك والنتريك المركزة ، ومع ذلك ، فإنه يذوب فيها أثناء الغليان ، بينما يتأكسد إلى حالة الأكسدة +3:

Cr + 6HNO 3 (conc.) = إلى=> Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

2Cr + 6H 2 SO 4 (conc) = إلى=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

في حالة حمض النيتريك المخفف ، فإن المنتج الرئيسي لخفض النيتروجين هو المادة البسيطة N 2:

10Cr + 36HNO 3 (مخفف) = 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O

يقع الكروم في صف النشاط على يسار الهيدروجين ، مما يعني أنه قادر على إطلاق H 2 من محاليل الأحماض غير المؤكسدة. في سياق هذه التفاعلات ، في حالة عدم وجود وصول أكسجين الهواء ، تتشكل أملاح الكروم (II):

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Cr + H 2 SO 4 (تخفيف) = CrSO 4 + H 2

عندما يتم إجراء التفاعل في الهواء الطلق ، يتأكسد الكروم ثنائي التكافؤ على الفور بواسطة الأكسجين الموجود في الهواء إلى حالة الأكسدة +3. في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، ستأخذ المعادلة بحمض الهيدروكلوريك الشكل:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O

عند خلط الكروم المعدني بمواد مؤكسدة قوية في وجود القلويات ، يتأكسد الكروم إلى حالة الأكسدة +6 ، مكونًا كرومات:

الخصائص الكيميائية للحديد

الحديد Fe ، عنصر كيميائي في المجموعة VIIIB وله الرقم التسلسلي 26 في الجدول الدوري. يكون توزيع الإلكترونات في ذرة الحديد على النحو التالي 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ، أي أن الحديد ينتمي إلى عناصر d ، حيث يتم ملء المستوى الفرعي d في علبته. هو الأكثر تميزًا بحالتين من الأكسدة +2 و +3. في أكسيد الحديد O وهيدروكسيد Fe (OH) 2 ، تسود الخصائص الرئيسية ، في أكسيد Fe 2 O 3 وهيدروكسيد Fe (OH) 3 ، يتم التعبير عن الخصائص المذبذبة بشكل ملحوظ. وهكذا ، يذوب أكسيد الحديد وهيدروكسيد (lll) إلى حد ما أثناء الغليان في محاليل قلوية مركزة ، ويتفاعلان أيضًا مع القلويات اللامائية أثناء الاندماج. وتجدر الإشارة إلى أن حالة أكسدة الحديد +2 غير مستقرة للغاية وتتحول بسهولة إلى حالة الأكسدة +3. ومن المعروف أيضًا مركبات الحديد في حالة الأكسدة النادرة +6 - حديدي ، أملاح "حمض الحديد" غير الموجود H 2 FeO 4. هذه المركبات مستقرة نسبيًا فقط في الحالة الصلبة ، أو في المحاليل شديدة القلوية. مع وجود قلوية غير كافية للوسط ، يؤكسد الحبار بسرعة حتى الماء ، ويطلق الأكسجين منه.

التفاعل مع المواد البسيطة

بالأكسجين

عندما يحترق في الأكسجين النقي ، يشكل الحديد ما يسمى حديد مقياس، لها الصيغة Fe 3 O 4 وتمثل فعليًا أكسيدًا مختلطًا ، يمكن تمثيل تكوينه تقليديًا بالصيغة FeO Fe 2 O 3. يكون تفاعل احتراق الحديد كما يلي:

3Fe + 2O 2 = إلى=> Fe 3 O 4

باللون الرمادي

عند تسخينه ، يتفاعل الحديد مع الكبريت لتكوين كبريتيد الحديدوز:

Fe + S = إلى=> FeS

أو مع وجود فائض من الكبريت ثاني كبريتيد الحديد:

Fe + 2S = إلى=> FeS 2

مع الهالوجينات

مع كل الهالوجينات ، باستثناء اليود ، يتأكسد الحديد المعدني إلى حالة الأكسدة +3 ، مكونًا هاليدات الحديد (lll):

2Fe + 3F 2 = إلى=> 2FeF 3 - فلوريد الحديد (lll)

2Fe + 3Cl 2 = إلى=> 2FeCl 3 - كلوريد الحديديك (lll)

اليود ، باعتباره أضعف عامل مؤكسد بين الهالوجينات ، يؤكسد الحديد فقط إلى حالة الأكسدة +2:

Fe + I 2 = إلى=> FeI 2 - يوديد الحديد (ليرة لبنانية)

وتجدر الإشارة إلى أن مركبات الحديد الحديديك تؤكسد بسهولة أيونات اليوديد في محلول مائي لتحرير اليود I 2 مع تقليلها إلى حالة الأكسدة +2. أمثلة على ردود الفعل المماثلة من بنك FIPI:

2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

2Fe (OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O

مع الهيدروجين

لا يتفاعل الحديد مع الهيدروجين (فقط الفلزات القلوية والمعادن الأرضية القلوية تتفاعل مع الهيدروجين من المعادن):

التفاعل مع المواد المعقدة

5 التفاعلات مع الأحماض

مع أحماض غير مؤكسدة

نظرًا لأن الحديد يقع في صف النشاط على يسار الهيدروجين ، فهذا يعني أنه قادر على إزاحة الهيدروجين من الأحماض غير المؤكسدة (تقريبًا جميع الأحماض باستثناء H 2 SO 4 (conc.) و HNO 3 من أي تركيز):

Fe + H 2 SO 4 (ضعيف) = FeSO 4 + H 2

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

من الضروري الانتباه إلى هذه الحيلة في مهام الاختبار ، كسؤال حول الموضوع إلى أي درجة من أكسدة الحديد سيتأكسد عند تعرضه لحمض الهيدروكلوريك المخفف والمركّز. الإجابة الصحيحة تصل إلى +2 في كلتا الحالتين.

تكمن المصيدة هنا في التوقع البديهي لأكسدة أعمق للحديد (حتى sd +3) في حالة تفاعله مع حمض الهيدروكلوريك المركز.

التفاعل مع الأحماض المؤكسدة

لا يتفاعل الحديد مع أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة في ظل الظروف العادية بسبب التخميل. ومع ذلك ، فإنه يتفاعل معها عند الغليان:

2Fe + 6H 2 SO 4 = س ر=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 = س ر=> Fe (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

يرجى ملاحظة أن حامض الكبريتيك المخفف يؤكسد الحديد إلى حالة الأكسدة +2 والحديد المركز إلى +3.

تآكل (صدأ) الحديد

يصدأ الحديد بسرعة كبيرة في الهواء الرطب:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe (OH) 3

لا يتفاعل الحديد مع الماء في غياب الأكسجين سواء في الظروف العادية أو أثناء الغليان. يحدث التفاعل مع الماء فقط عند درجات حرارة أعلى من درجة حرارة الحرارة الحمراء (> 800 درجة مئوية). أولئك..

1.2H 2SO 4 (conc.) + Cu = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2O

كبريتات النحاس

H 2SO 4 (تخفيف) + Zn = ZnSO 4 + H 2
كبريتات الزنك
2. FeO + H 2 = Fe + H 2O
CuSO 4 + Fe = Cu ↓ + FeSO4

3. لنؤلف أملاح حمض النيتريك:
صيغة حمض النيتريك بقايا حمض HNO3 NO3- نترات
لنقم بتكوين صيغ الملح:
Na + NO3- وفقًا لجدول الذوبان ، نحدد شحنات الأيونات. نظرًا لأن أيون الصوديوم وأيون النترات لهما شحنة "+" و "-" ، على التوالي ، فإن الرموز في هذه الصيغة غير ضرورية. تحصل على الصيغة التالية:
Na + NO3- - نترات الصوديوم
Ca2 + NO3- - وفقًا لجدول الذوبان ، نحدد شحنات الأيونات. دعونا نرتب المؤشرات وفقًا لقاعدة التقاطع ، ولكن نظرًا لأن أيون النترات هو أيون معقد بشحنة "-" ، يجب وضعه بين قوسين:
Ca2 + (NO3) -2 - نترات الكالسيوم
Al3 + NO3- - وفقًا لجدول الذوبان ، نحدد شحنات الأيونات. دعونا نرتب المؤشرات وفقًا لقاعدة التقاطع ، ولكن نظرًا لأن أيون النترات هو أيون معقد بشحنة "-" ، يجب وضعه بين قوسين:
Al3 + (NO3) -3 - نترات الألومنيوم
مزيد من المعادن
كلوريد الزنك ZnCl2
نترات الألومنيوم Al (NO3) 3