☰ Year plan · Chemistry (Arabic)

الفئة d والسلسلة الأولى واستخداماتها

Week 1 · Chapter 1 Transition Elements (A): chapter opener and objectives, the d block and the four transition series, the first series Sc to Zn and the uses of each element (light, descriptive week) · 3 lessons
3

السلسلة الأولى في الاستخدام: من الحديد إلى الخارصين

Chemistry Sec 3 Term 1, Chapter 1: pp. 1–8
الهدفاربط الحديد والكوبلت والنيكل والنحاس والخارصين بخاصية نافعة وباستخدام.
كلمات جديدة
الجلفنة · تغطية الحديد أو الصلب بالخارصين حتى لا يصدأالتمغنط · تحوّل المادة إلى مغناطيس؛ ويمكن تمغنط الحديد والكوبلت والنيكلالعامل الحفاز · مادة تُسرّع التفاعل ولا تُستهلك؛ ومن أمثلته الحديد والنيكل المجزأ إلى مسحوق ناعم
الشرح

الحديد فلز الصناعة الثقيلة: تُصنع منه الخرسانة المسلحة وأبراج الكهرباء والقضبان والأدوات، وهو العامل الحفاز في صناعة الأمونيا. والكوبلت يمكن تمغنطه مثل الحديد، فيدخل في مغانط قوية وفي الخلايا القابلة للشحن؛ ونظيره كوبلت-60 يطلق أشعة جاما تُستعمل لفحص اللحامات، وهذا عمل المتخصصين وحدهم. والنيكل يعطي أنواعًا صلبة من الصلب تقاوم الصدأ، وخلايا قابلة للشحن، وسبيكة نيكل–كروم لملفات التسخين (تقاوم التآكل وهي ساخنة)، وطلاءً لامعًا، وهو مسحوقًا ناعمًا عامل حفاز يُقسّي الزيوت. والنحاس من أوائل الفلزات التي استعملها الإنسان؛ فمع القصدير يعطي البرونز، وهو جيد التوصيل للكهرباء، فيملأ الأسلاك والعملات. وكبريتات النحاس ⁦CuSO₄⁩ تُستعمل ضد الفطريات في المحاصيل. ومحلول فهلنج، وهو مركب نحاسي أزرق، يتحول إلى البرتقالي المحمر مع بعض السكريات كالجلوكوز: اختبار مخبري لا يُجرى في البيت. والخارصين يغطي الحديد (الجلفنة) ليحميه، و⁦ZnO⁩ يدخل في الدهانات والمطاط ومواد التجميل، و⁦ZnS⁩ في الدهانات المضيئة والشاشات.

العنصرالخاصية المهمةالاستخدام
الحديدقوي رخيص مغناطيسيتسليح الخرسانة، أبراج الكهرباء، القضبان، حفاز للأمونيا
الكوبلتيمكن تمغنطهمغانط، خلايا قابلة للشحن
النيكليقاوم الصدأ والأحماضصلب صلب، ملفات تسخين، طلاء، حفاز للزيوت
النحاسجيد التوصيل للكهرباءأسلاك، عملات، برونز
الخارصينيحمي الحديدجلفنة، ⁦ZnO⁩ في الدهانات، ⁦ZnS⁩ في الدهانات المضيئة
أمثلة محلولة
الجلفنة. برج صلب مغطى بالخارصين. طبقة الخارصين حاجز ضد الهواء والماء، فلا يصدأ الحديد تحتها. التغطية هي الاستخدام، والخاصية وراءها أن الخارصين نفسه يتآكل ببطء شديد في الهواء.
السبيكةتتكون منالخاصية المستفادة
البرونزنحاس + قصديرصلب وسهل الصب
سبيكة ملف التسخيننيكل + كرومتقاوم التآكل وهي ساخنة
الصلبحديد + كربونقوي وصلب
ما الفلز الرئيس في كل سبيكة؟ البرونز نحاس مع قصدير: الفلز الرئيس هو النحاس. وملف التسخين نيكل مع كروم: الفلز الرئيس هو النيكل. والصلب حديد مع قليل من الكربون: سبيكة من فلز ولا فلز.
خاصية تشترك فيها ثلاثة فلزات. يمكن تمغنط الحديد والكوبلت والنيكل، فتدخل جميعًا في المغانط. أما النحاس والخارصين فلا يمكن تمغنطهما، فلن يرفع المغناطيس سلك نحاس نقيًّا ولا صفيحة خارصين. فعبارة «عنصر انتقالي» لا تعني «مغناطيسي».
نشاط الفصل

اختبار المغناطيس بمساعدة شخص بالغ. قرّب مغناطيس ثلاجة من مسمار حديد وشوكة من الصلب وكرة من ورق الألومنيوم وعملة معدنية، وكوّن جدولًا فيه الشيء ومنجذب أم لا. ينجذب الحديد والصلب بوضوح. وبعض العملات لها قلب من الصلب، فإن انجذبت عملتك فقد عرفت شيئًا عنها. ثم قارن مسمار صلب وعملة بلون النحاس في اللمعان واللون وإحساس الثقل في اليد. إضافة اختيارية: ضع عملة بلون النحاس في كوب فيه خل بارد وقليل من الملح وانظر ماذا يحدث بعد دقائق. لا تتذوق شيئًا، واغسل يديك بعد ذلك، واسكب السائل بالماء.

تدرّب
1
أي فلز في هذا الدرس يُستعمل (أ) في الأسلاك، (ب) في الجلفنة، (ج) عاملًا حفازًا في صناعة الأمونيا؟
2
سمِّ سبيكة النحاس والقصدير، والفلز الذي يُسبك مع النيكل في ملفات التسخين.
3
لماذا يقلّ احتمال صدأ مسمار مجلفن مقارنة بمسمار عادي؟
4
ما الذي يشترك فيه الحديد والكوبلت والنيكل ولا يشترك فيه النحاس والخارصين، بين استخدامات هذا الدرس؟