الخواص الفيزيائية والكيميائية لفلز الحديد

الخواص الفيزيائية للحديد :

§         الحديد النقي في حالته الصلبة عبارة عن فلز فضي .

§         لين وقابل للطرق والسحب .

§         موصل جيد للحرارة والكهرباء .

§         درجة إنصهاره 1535 مْ ودرجة غليانه 2750 مْ .

§        
الحديد من المواد المختزلة الجيدة .

§         مسحوق الحديد لونه أسود .

§         عند انصهار الحديد يزداد حجمه بمقدار 4,4 % .

§         أهم تفاعلات الحديد :

أ‌-        مع الهواء الجاف :

·         يتفاعل الحديد الساخن حتى الإحمرار مع الأكسجين مكونا أكسيد الحديد المغناطيسي كما في المعادلة التالية :

3Fe       +   2O₂       →       Fe₃O₄                                                                                    

ب‌-     مع بخار الماء :

·         يتفاعل الحديد الساخن حتى الإحمرار مع بخار الماء مكونا أكسيد الحديد المغناطيسي ويتصاعد غاز الهيدروجين .حسب المعادلة

     3Fe     +    4H₂O         →     Fe₃O₄        +    4H₂                                                                  

 جـ -  مع الهواء الرطب :

·         يتفاعل الحديد مع الهواء الرطب مكونا طبقة الصدأ , كما في المعادلة .

4Fe    +    2H₂O   +   3O₂         →       2(Fe₂O₃.H₂O )                                 

 د- مع اللافلزات : يتفاعل الحديد مع اللافلزات في درجة الحرارة العالية .

·         يتفاعل مع الكبريت مكونا كبريتيد الحديد (II)

Fe   +   S         →      FeS                                                                   

·         يتفاعل مع الكلور مكونا كلوريد الحديد(III)

2Fe   +   3Cl₂         →      2FeCl₃                                                                             

هـ - تفاعل الحديد مع الأحماض :

·         يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف والمركز كما في المعادلة التالية :

Fe   +   2HCl       →      FeCl₂   +   H₂                                                                            

·         يتفاعل مع حمض الكبريتيك المخفف فقط ,كما في المعادلة التالية :

Fe   +   H₂SO₄         →     FeSO₄    +   H₂                                                                    

تعريفات :

v     الصدأ : هو طبقة هشة مسامية غير قادرة على حماية الحديد من التآكل .

v     الحديد الخامل : هو الحديد المتكون على سطحه طبقة رقيقة من أكسيد الحديد المغناطيسي .

علل لما يأتي :

1-     عند تفاعل الحديد مع الكلور يتكون كلوريد الحديد (III) وليس  (II)؟

ü      لأن الكلور عامل مؤكسد قوي يؤكسد كلوريد الحديد الثنائي الى كلوريد الحديد الثلاثي .

2-     عند تفاعل الحديد مع HCl يتكون كلوريد الحديد ( װ ) وليس كلوريد الحديد (III ) ؟

ü      لأن الهيدروجين الناتج يختزل كلوريد الحديد ( III ) الى كلوريد الحديد ( װ ) .

3-     لا يتفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك وحمض النتريك المركزين ؟

ü      بسبب تكون طبقة رقيقة من أكسيد الحديد المغناطيسي على سطح الحديد تحميه من التفاعل .

التجارب المعملية للكشف عن الحديد في أملاحه :

كلوريد حديدوز (π ) مثل       FeCl2 كلوريد حديديك (III)  مثل      FeCl3

يمكن التمييز بين أملاح الحديد الثنائية ( π ) وأملاح الحديد الثلاثية (III ) باستخدام كواشف خاصة بأملاح الحديد .

جدول (6 ) يوضح التجارب المعملية للتمييز بين أملاح الحديدوز ( II ) وأملاح الحديديك ( III ) .

م	التجربة	ملح حديد ثنائي ( حديدوز) Fe+2	ملح حديد ثلاثي (حديديك ) Fe+3
1	محلول ملح الحديد + محلول NaOH  أو NH4OH	يتكون راسب أخضر هلامي (كدر) من Fe(OH)2  هيدروكسيد حديد II	يتكون راسب أحمر بني من Fe(OH)3 هيدروكسيد الحديد III
2	محلول ملح الحديد + محلول حديدي سيانيد البوتاسيوم	يتكون راسب أزرق من حديدي سيانيد الحديد	يتكون محلول بني
3	محلول ملح الحديد + محلول حديدوسيانيد البوتاسيوم	يتكون راسب أزرق فاتح	يتكون راسب أزرق قاتم من حديدو سيانيد الحديد
4	محلول ملح الحديد + محلول ثيوسيانات البوتاسيوم KSCN	لا يحدث تفاعل ( لا يعطي لون )	يتكون لون أحمر دموي من ثيوسيانات الحديد IIIFe(SCN)3