القائمة الرئيسية

الباب الأول - الدرس 5: أكاسيد الحديد وتفاعلاتها ومخططات التحويلات

شرح تفصيلي شامل لأكاسيد الحديد الثنائي والثلاثي والمغناطيسي ومعادلاتها ومخطط التحويلات وكافة أنواع السبائك مع أسئلة امتحانية متقدمة.

115 مشاهدة آخر تحديث: 18 أكتوبر 2026
الباب الأول - الدرس 5: أكاسيد الحديد وتفاعلاتها ومخططات التحويلات
المحطة 1 من 5 فكّر واستعد: انطلاقة التعلم والأهداف
الكيمياء - الصف الثالث الثانوي الباب الأول: العناصر الانتقالية

الباب الأول - الدرس 5: أكاسيد الحديد الثلاثة (FeO و Fe₂O₃ و Fe₃O₄) وتفاعلات الأكسدة والاختزال والأحماض وخريطة التحويلات

انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆

تُشكّل كيمياء أكاسيد الحديد الثلاثة وتفاعلاتها المتبادلة جوهر أسئلة ومسائل التفكير العليا في اختبار شهادة الثانوية العامة. يمتلك الحديد ثلاثة أكاسيد رئيسية: أكسيد الحديد الثنائي FeO (يحضر بتسخين أوكسالات الحديد الثنائي بمعزل عن الهواء أو باختزال الأكاسيد الأعلى عند 400-700°C، ويتفاعل مع الأحماض المخففة ليعطي أملاح حديد ثنائية)، وأكسيد الحديد الثلاثي Fe2O3 (يحضر بالتسخين الشديد لهيدروكسيد الحديد الثلاثي أعلى من 200°C أو كبريتات الحديد الثنائي، ويتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة فقط ليعطي أملاح حديد ثلاثية)، وأكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 (وهو أكسيد مختلط يحضر بتفاعل الحديد المسخن لدرجة الاحمرار مع الهواء أو بخار الماء عند 500°C أو باختزال الهيماتيت عند 230-300°C، ويتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة ليعطي خليطاً من أملاح الحديد الثنائية والثلاثية). ويتطلب الإتقان الكامل استيعاب ظاهرة الخمول الكيميائي مع حمض النيتريك المركز، والقدرة على الربط بين درجات حرارة الاختزال لتحويل أي أكسيد إلى الآخر بدقة متناهية.

المحطة 2 شرح الدرس والمفاهيم الأساسية

1. أكسيد الحديد الثنائي (FeO)

  • التحضير: تسخين أوكسالات الحديد (II) بمعزل عن الهواء لمنع تأكسده:
    (COO)₂Fe ──(تسخين بمعزل عن الهواء)──> FeO + CO + CO₂
    لا يتكون Fe₂O₃ لأن غاز أول أكسيد الكربون CO عامل مختزل.
    أو باختزال الأكاسيد الأعلى بالهيدروجين أو CO عند 400°C - 700°C.
  • الخواص والتفاعلات: يتأكسد في الهواء الساخن إلى Fe₂O₃:
    4FeO + O₂ ──Δ──> 2Fe₂O₃
    يتفاعل مع الأحماض المخففة ليعطي أملاح حديد (II) وماء:
    FeO + H₂SO₄ (dil) ──> FeSO₄ + H₂O

2. أكسيد الحديد الثلاثي (Fe₂O₃)

  • طرق التحضير الأساسية:
    • تسخين هيدروكسيد الحديد (III) أعلى من 200°C:
    2Fe(OH)₃ ──(>200°C)──> Fe₂O₃ + 3H₂O
    • تسخين كبريتات الحديد (II) الخضراء بشدة:
    2FeSO₄ ──Δ──> Fe₂O₃ + SO₂ + SO₃
    يتكون أكسيد ثلاثي لأن غاز SO₃ عامل مؤكسد يؤكسد FeO المتكون فوراً.
  • الخواص والتفاعلات: لا يذوب في الماء، ولا يتفاعل مع الأحماض المخففة، ويتفاعل مع الأحماض المعدنية المركزة الساخنة ليعطي أملاح حديد (III) وماء:
    Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ (conc/Δ) ──> Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

3. أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe₃O₄) وخريطة درجات الحرارة

تحضير وتفاعلات الماجنتيت (Fe₃O₄)
  • تسخين الحديد لدرجة الاحمرار (500°C) مع الهواء أو بخار الماء:
    3Fe + 2O₂ ──(500°C)──> Fe₃O₄
    3Fe + 4H₂O ──(500°C)──> Fe₃O₄ + 4H₂
  • أكسدة الماجنتيت: يتأكسد بالحرارة في الهواء إلى هيماتيت:
    2Fe₃O₄ + ½ O₂ ──Δ──> 3Fe₂O₃
  • تفاعله مع حمض الكبريتيك المركز الساخن (يثبت أنه أكسيد مختلط FeO · Fe₂O₃):
    Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ (conc/Δ) ──> FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O
مفتاح الاختزال بدرجات الحرارة (الهيماتيت Fe₂O₃ كمثال)
  • عند 230°C - 300°C: يختزل إلى الماجنتيت الأسود:
    3Fe₂O₃ + CO ──(230-300°C)──> 2Fe₃O₄ + CO₂
  • عند 400°C - 700°C: يختزل إلى أكسيد الحديد الثنائي:
    Fe₂O₃ + CO ──(400-700°C)──> 2FeO + CO₂
  • أعلى من 700°C (> 700°C): يختزل تماماً إلى فلز الحديد:
    Fe₂O₃ + 3CO ──(>700°C)──> 2Fe + 3CO₂
المحطة 3 التطبيقات والأنشطة العملية
تمرين 1: علل تسخين أوكسالات الحديد بمعزل عن الهواء

المسألة: علل علمياً: عند تسخين أوكسالات الحديد (II) بمعزل عن الهواء يتكون أكسيد الحديد الثنائي FeO وليس Fe₂O₃.

خطوات الحل:
• لأن التحلل الحراري للأوكسالات ينتج غاز أول أكسيد الكربون (CO):
(COO)₂Fe ──Δ──> FeO + CO + CO₂
• غاز CO عامل مختزل قوي يمنع أكسدة أكسيد الحديد الثنائي المتكون ويحافظ عليه من التحول إلى Fe₂O₃.
تمرين 2: علل تسخين كبريتات الحديد الثنائي يعطي Fe₂O₃

المسألة: علل علمياً: عند تسخين كبريتات الحديد (II) الخضراء FeSO₄ بشدة يتكون أكسيد الحديد (III) وليس أكسيد الحديد (II).

خطوات الحل:
• تنحل كبريتات الحديد الثنائي حرارياً وفق المعادلة:
2FeSO₄ ──Δ──> Fe₂O₃ + SO₂ + SO₃
• لأن غاز ثالث أكسيد الكبريت (SO₃) المتصاعد يعتبر عاملاً مؤكسداً قوياً يؤكسد أكسيد الحديد الثنائي الناتج فورياً إلى أكسيد حديد ثلاثي.
تمرين 3: التمييز بين FeO و Fe₂O₃

المسألة: كيف تميز عملياً وبطريقة كيميائية بسيطة بين مسحوق أكسيد الحديد الثنائي (FeO) ومسحوق أكسيد الحديد الثلاثي (Fe₂O₃)؟

خطوات الحل:
• بإضافة حمض كبريتيك مخفف (أو حمض هيدروكلوريك مخفف) إلى كل منهما على البارد:
• مع FeO: يذوب الأكسيد ويتكون محلول كبريتات حديد (II) لونه أخضر فاتح.
• مع Fe₂O₃: لا يحدث أي تفاعل ولا يذوب الأكسيد لأن الأكسيد الثلاثي يتفاعل فقط مع الأحماض المركزة الساخنة.
تمرين 4: إثبات أن Fe₃O₄ أكسيد مختلط

المسألة: كيف تثبت بالتجربة والمعادلة الكيميائية أن أكسيد الحديد المغناطيسي (الماجنتيت Fe₃O₄) أكسيد مركب ومختلط من أكسيدين؟

خطوات الحل:
• بمفاعلة Fe₃O₄ مع حمض الهيدروكلوريك أو الكبريتيك المركز الساخن:
Fe₃O₄ + 8HCl (conc/Δ) ──> FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O
• يعطي التفاعل خليطاً من أملاح الحديد الثنائية FeCl₂ وأملاح الحديد الثلاثية FeCl₃، مما يثبت أنه أكسيد مختلط (FeO · Fe₂O₃).
تمرين 5: تحويل الحديد إلى أكسيد حديد ثلاثي بخطوتين

المسألة: اكتب المعادلات الكيميائية الرمزية الموزونة لتحويل فلز الحديد (Fe) إلى أكسيد حديد ثلاثي (Fe₂O₃) بطريقتين مختلفتين.

خطوات الحل:
• الطريقة 1: تفاعل الحديد مع غاز الكلور ليعطي كلوريد حديد ثلاثي، ثم مفاعلته مع هيدروكسيد أمونيوم، ثم التسخين أعلى من 200°C:
2Fe + 3Cl₂ ──Δ──> 2FeCl₃
FeCl₃ + 3NH₄OH ──> Fe(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl
2Fe(OH)₃ ──(>200°C)──> Fe₂O₃ + 3H₂O
• الطريقة 2: تفاعل الحديد مع الهواء ليعطي ماجنتيت ثم أكسدة الماجنتيت بالحرارة في الهواء:
3Fe + 2O₂ ──(500°C)──> Fe₃O₄ ثم 2Fe₃O₄ + ½ O₂ ──Δ──> 3Fe₂O₃.
تمرين 6: ظاهرة الخمول الكيميائي مع حمض النيتريك

المسألة: وضح ماذا يحدث عند غمر قطعة من فلز الحديد في حمض النيتريك المركز (HNO₃ conc)، وكيف يمكن إزالة هذا الأثر؟

خطوات الحل:
• يتوقف التفاعل فوراً وتحدث ظاهرة الخمول الكيميائي (Passivity).
• السبب: تكون طبقة رقيقة جداً متماسكة وغير مسامية من الأكسيد على سطح الحديد تمنع استمرار التفاعل.
• يمكن إزالة هذه الطبقة بإحدى طريقتين: ميكانيكياً بواسطة الحك (الصنفرة)، أو كيميائياً بإضافة حمض هيدروكلوريك مخفف (HCl dil).
تمرين 7: تفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك المركز

المسألة: اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة لتفاعل فلز الحديد مع حمض الكبريتيك المركز الساخن، واذكر الغاز المتصاعد وكيفية الكشف عنه.

خطوات الحل:
• المعادلة:
3Fe + 8H₂SO₄ (conc/Δ) ──> FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4SO₂ ↑ + 8H₂O
• الغاز المتصاعد: غاز ثاني أكسيد الكبريت SO₂ ذو الرائحة النفاذة.
• الكشف عنه: يخضر ورقة مبللة بمحلول ثاني كرومات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز.
تمرين 8: مخطط اختزال درجات الحرارة لـ Fe₂O₃

المسألة: ما هو الناتج الرئيسي عند إمرار غاز أول أكسيد الكربون فوق أكسيد الحديد الثلاثي الساخن عند درجات الحرارة الآتية: 250°C ، 500°C ، 800°C؟

خطوات الحل:
• عند 250°C (في مدى 230-300°C): الناتج هو أكسيد الحديد المغناطيسي Fe₃O₄.
• عند 500°C (في مدى 400-700°C): الناتج هو أكسيد الحديد الثنائي FeO.
• عند 800°C (أعلى من 700°C): الناتج هو فلز الحديد Fe.
المحطة 4 قاموس المفردات والمصطلحات الناطق

اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:

أكسيد الحديد الثنائي (FeO)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مسحوق أسود لا يذوب في الماء ويتفاعل مع الأحماض المخففة معطياً أملاح حديد ثنائية
💡 إضاءة وتوضيح: FeO
أكسيد الحديد الثلاثي (Fe₂O₃)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أكسيد أحمر داكن لا يذوب بالماء ولا يتفاعل إلا مع الأحماض المركزة الساخنة
💡 إضاءة وتوضيح: الهيماتيت
أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe₃O₄)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أكسيد مركب ومختلط من FeO و Fe₂O₃ ويتفاعل مع الأحماض المركزة معطياً ملحين
💡 إضاءة وتوضيح: الماجنتيت
أوكسالات الحديد (II)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
ملح عضوي صيغته (COO)₂Fe ينحل بالحرارة بمعزل عن الهواء معطياً FeO و CO و CO₂
💡 إضاءة وتوضيح: Iron Oxalate
كبريتات الحديد (II)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
ملح أخضر FeSO₄ ينحل بالحرارة الشديدة معطياً Fe₂O₃ و SO₂ و SO₃
💡 إضاءة وتوضيح: Iron Sulfate
هيدروكسيد الحديد (III)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
راسب بني محمر جيلاتيني ينحل بالحرارة أعلى من 200°C معطياً Fe₂O₃
💡 إضاءة وتوضيح: Fe(OH)₃
الخمول الكيميائي (Passivity)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
توقف تفاعل الحديد مع حمض النيتريك المركز لتكون طبقة أكسيد واقية غير مسامية
💡 إضاءة وتوضيح: Passivity
ثالث أكسيد الكبريت (SO₃)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
غاز مؤكسد قوي يتصاعد عند تسخين كبريتات الحديد الثنائي فيؤكسد الأكسيد الناتج
💡 إضاءة وتوضيح: SO₃
غاز أول أكسيد الكربون (CO)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
عامل مختزل قوي يمنع تأكسد FeO أثناء تحضيره من أوكسالات الحديد الثنائي
💡 إضاءة وتوضيح: Reducing Gas
غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂)
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
غاز خانق ناتج عن تفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك المركز ويخضر ورقة الكرومات
💡 إضاءة وتوضيح: SO₂
حمض النيتريك المركز
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
حمض مؤكسد قوي جداً يسبب ظاهرة الخمول الكيميائي مع فلز الحديد
💡 إضاءة وتوضيح: HNO₃ conc
أملاح الحديد الثنائية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أملاح ناتجة عن تفاعل Fe أو FeO مع الأحماض المخففة وتكون خضراء فاتحة
💡 إضاءة وتوضيح: Fe²⁺ Salts
أملاح الحديد الثلاثية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
أملاح صفراء بنية ناتجة عن تفاعل Fe مع اللافلزات أو Fe₂O₃ مع الأحماض المركزة
💡 إضاءة وتوضيح: Fe³⁺ Salts
مخطط درجات حرارة الاختزال
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
قاعدة الاختزال التي تحدد نوع الأكسيد الناتج بدقة بالاعتماد على درجة الحرارة
💡 إضاءة وتوضيح: Reduction Cascade
المحطة 5 بنك الأسئلة والتقييم الذكي الفوري

اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:

1 عند تسخين أوكسالات الحديد (II) بمعزل عن الهواء يتكون أكسيد الحديد الثنائي FeO وليس Fe₂O₃ بسبب:
2 عند تسخين كبريتات الحديد (II) الخضراء بشدة، يتكون مسحوق أحمر داكن هو:
3 عند إمرار غاز أول أكسيد الكربون فوق أكسيد الحديد الثلاثي Fe₂O₃ عند درجة حرارة 250°C يتكون:
4 للتمييز عملياً بين أكسيد الحديد الثنائي FeO وأكسيد الحديد الثلاثي Fe₂O₃ يستخدم:
5 عند تفاعل أكسيد الحديد المغناطيسي Fe₃O₄ مع حمض الكبريتيك المركز الساخن ينتج:
6 ظاهرة الخمول الكيميائي لفلز الحديد تحدث فور غمره في:
7 يمكن إزالة طبقة الخمول الكيميائي المتكونة على سطح الحديد بواسطة:
8 عند تفاعل برادة الحديد الساخنة مع غاز الكلور يتكون مركب كلوريد الحديد الثلاثي FeCl₃ وليس كلوريد الحديد الثنائي FeCl₂ لأن غاز الكلور:
أحسنت يا بطل! اكتملت محطات الدرس بنجاح.

أكملت دراسة هذا الدرس؟

احفظ إنجازك الآن لإضافة 5 نقاط تميز إلى رصيدك وتسجيل الدرس في لوحة إحصائياتك!