Action de l'air sur les métaux

 

1- تصدئة الحديد في الهواء

 

 في المناطق الساحلية أو الرطبة تتكون على الأجسام التي تحتوي على الحديد طبقة حمراء داكنة تسمى الصدأ. وقد ينتج عن ذلك تآكل الفلز .

       فما هي العوامل المؤثرة على تصدئة الحديد؟

      وكيف يمكن وقاية فلز الحديد من التآكل ؟

      1-1  العوامل المؤثرة على تصدئة الحديد

               أ-نشاط تجريبي

 

بعد مرور بضعة أيام نلاحظ :

نضع مسامير من الحديد في أربعة أنابيب اختبار.

 

- لا يحتوي الماء المغلى على غازات مذابة.

- تمنع طبقة الزيت تسرب الهواء إلى الماء المغلى.

   ب- ملاحظة واستنتاج

          -   في الأنبوبين أ و د لا يتكون الصدأ على المسمار ونستنتج أن الهواء وحده أو الماء وحده لا يؤدي إلى تصدئة الحديد.

          -  في الأنبوبين ب و ج يصدأ الحديد  ، ونستنتج أن تصدئة الحديد تنتج عن تأثير الهواء الرطب(الهواء والماء معا). وتتم بسرعة أكبر في الماء المالح.

1-2 دور ثنائي الأوكسجين في تصدئة الحديد

    ا- نشاط تجريبي

ب- ملاحظة واستنتاج

 

  - في التجربة 1 يتكون الصدأ و يتسرب الماء إلى المخبار المدرج بقدر الخمس.

  - في التجربة 2 يصدأ الحديد ويتسرب الماء إلى المجبار المدرج بأكمله.

نستنتج مما سبق أن تصدئة الحديد تستهلك غاز ثنائي الأوكسجين الذي يمثل خمس حجم الهواء،لذالك نسميها تفاعل أكسدة.

أكسدة الحديد تفاعل كيميائي بطيء يستلزم وجود الماء وثنائي أوكسجين الهواء، ينتج عنه الصدأ الذي يحتوي أساسا على أوكسيد الحديد III ذي الصيغة Fe2O3

نعبر عن أكسدة الحديد بالمعادلة التالية:

4 Fe  + 3 O2    ------------------->     2 Fe2O3     

 

ملحوظة

الصدأ مادة سامة ومسامية(منفذة للهواء) .مما يؤدي إلى تآكل الحديد. ولوقايته من التآكل تلجأ إلى :

    - الصباغة أو الدهان.

    -  الطلاء بفلزات أخرى  لاتتآكل كالزنك والقصدير والنيكل.

    - مزج الحديد بمواد أخرى كالكربون للحصول على أشابات غير قابلة للتأكسد،كما هو الشأن بالنسبة للفولاذ الغير القابل للتأكسد Inoxydable الذي يتكون من97 °/° من الحديد و 3°/° من الكربون .

 

 

2- أكسدة الألومنيوم في الهواء

يتميز فلز الألومنيوم ببريقه الفلزي  .

يؤثر الهواء الرطب على الألومنيوم بتكون طبقة داكنة تسمى أوكسيد الألومنيوم أو الألومين  Alumine   Al2O3.

 أكسدة الألومنيوم في الهواء تفاعل كيميائي بطيء بين الألومنيوم وثنائي الأوكسجين بوجود الماء ،نعبر عنه بالمعادلة التالية:

 

4 Al  + 3 O2   ------------------->     2 Al2O3

 

ملحوظة

 الألومين مادة غير مسامية(أي كتيمة وغير منفذة للهواء) لذلك تلعب دورا وقائيا للألومنيوم ،فلا نحتاج إلى صباغته أو طلائه . لذلك يستعمل الألومنيوم بكثرة في تلفيف وتعبئة المواد الغذائية والمشروبات .

3- إحتراق الفلزات في  الهواء

الفلزات مواد قابلة للإحتراق  في الهواء .

تحترق القطع الفلزية بدون لهب حيث يتوهج الجزء المسخن ويكسى الفلز بطبقة من أوكسيد الفلز .

أما إذا كان الفلز مجزءا أو على شكل مسحوق فيحترق بلهب ذي لون مميز ،ويتكون أوكسيد الفلز .

 احتراقات الفلزات تفاعلات أكسدة نعبر عنها بالتعبير التالي :

        فلز + ثنائي الأ وكسجين -----------------------> أوكسيد الفلز

 

http://wolff.spc.3e.voila.net/4a2.jpg
يحترق صوف الحديد بلهب أصفر يحترق النحاس بلهب أخضر يحترق الألومنيوم بلهب أحمر يحترق الزنك بلهب أخضر

 

ويلخص الجدول أسفله نتائج احتراق بعض الفلزات :

الفلز لون اللهب إسم الأوكسيد الناتج صيغته معادلة تفاعل الأكسدة
الحديد أصفر أوكسيد الحديد المغناطيسي  Fe3O4 3Fe   +  2 O2  ------------->  Fe3O4 
اللألومنيوم أحمر أوكسيد الألومنيوم (الألومين) Al2O3 4Al   +   3O2    -------->   2 Al2O3 
النحاس أخضر أوكسيد النحاس الثاني CuO 2Cu   +   O2   -------->        2CuO 
الزنك أخضر أوكسيد الزنك ZnO 2Zn   +   O2    -------->      2 ZnO 

 

ملحوظة :

يرجع تعدد ألوان الشهب الإصطناعية  إلى تعدد الفلزات المحترقة . حيث يحترق كل فلز بلهب معين .

 

تمارين تفاعلية