الحديد وأكاسيده – تحضير ⁦FeO⁩ و⁦Fe₃O₄⁩ و⁦Fe₂O₃⁩ والكشف عن ⁦Fe²⁺⁩ و⁦Fe³⁺⁩

ماذا تعرض

يكوّن الحديد ثلاثة أكاسيد شائعة. يترك تسخين أكسالات الحديد⁦(II)⁩ بمعزل عن الهواء ⁦FeO⁩ الأسود؛ ويعطي بخار الماء على الحديد الساخن ⁦Fe₃O₄⁩ الأسود والهيدروجين؛ ويعطي تسخين بلورات كبريتات الحديد⁦(II) Fe₂O₃⁩ البني المحمر مع ⁦SO₂⁩ و⁦SO₃⁩. ويعطي وزن المادة الصلبة قبل التسخين وبعده نسبة الأكسجين إلى الحديد في كل ناتج. وتذيب الأحماض المخففة الأكاسيد دون تغيير حالة التأكسد، فيعطي ⁦FeO⁩ أيون ⁦Fe²⁺⁩، ويعطي ⁦Fe₂O₃⁩ أيون ⁦Fe³⁺⁩، ويعطي ⁦Fe₃O₄⁩ الأيونين معًا. ويميز ⁦NaOH⁩ و⁦KSCN⁩ و⁦K₃[Fe(CN)₆]⁩ بين الأيونين. وتوزيع ⁦Fe²⁺⁩ هو ⁦[Ar]3d⁶⁩ وتوزيع ⁦Fe³⁺⁩ هو ⁦[Ar]3d⁵⁩، فيفقد ⁦Fe²⁺⁩ إلكترونًا مزدوجًا ليبلغ مستوى فرعيًا نصف ممتلئ. والأزمنة في الهواء مختصرة، والكتل لتفاعلات تامة.

طريقة الاستخدام

في «تحضير الأكاسيد» اختر ⁦FeO⁩ أو ⁦Fe₃O₄⁩ أو ⁦Fe₂O₃⁩، واضبط «الكتلة الابتدائية» واضغط «سخّن»؛ وتُسجل كل نتيجة في الجدول. ألغِ تحديد «بمعزل عن الهواء» لترى أثر الهواء في ⁦FeO⁩. في «الحمض والكشف» اختر أكسيدًا، واضغط «أذب»، ثم ⁦NaOH⁩ و⁦KSCN⁩ و⁦K₃[Fe(CN)₆]⁩. استخدم «اترك ⁦10⁩ دقائق في الهواء» وأعد الاختبار. اختر «مجهول» لتحديد محلول. في «مربعات الإلكترونات» اختر ⁦Fe⁩ أو ⁦Fe²⁺⁩ أو ⁦Fe³⁺⁩.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة تحضير الأكاسيد, الحمض والكشف, مربعات الإلكترونات
• الأكسيد المراد تحضيره ⁦FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃⁩
• الكتلة الابتدائية ⁦1–5 g⁩
• بمعزل عن الهواء
• الأكسيد المذاب ⁦FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃⁩, محلول مجهول
• حمض مخفف ⁦H₂SO₄, HCl⁩
• الذرة أو الأيون ⁦Fe, Fe²⁺, Fe³⁺⁩

أسئلة للاستكشاف

1. أي أكسيد يعطي بعد ذوبانه في الحمض لونًا أحمر دمويًا مع ⁦KSCN⁩ وراسبًا أزرق داكنًا مع ⁦K₃[Fe(CN)₆]⁩ معًا؟
2. ما المادة الصلبة المتبقية عند تسخين أكسالات الحديد⁦(II)⁩ في الهواء، وما نسبة الأكسجين إلى الحديد من كتلك؟
3. لماذا يبدأ محلول ⁦Fe²⁺⁩ الحديث في الاحمرار مع ⁦KSCN⁩ بعد تركه في الهواء؟