الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية

مقدمة

تقارن الصورة أكاسيد الحديد الثلاثة FeO وFe₂O₃ وFe₃O₄.
وتختلف هذه الأكاسيد في حالة تأكسد الحديد، فهي +2 في أكسيد الحديد II و+3 في أكسيد الحديد III، ويمثل Fe₃O₄ خليطًا من الحالتين.
معرفة الخواص الفيزيائية للحديد وتفسير حالتي تأكسده الشائعتين.
كتابة معادلات تفاعل الحديد مع الهواء وبخار الماء واللافلزات والأحماض.
تحضير أكاسيد الحديد الثلاثة وكتابة خواصها وتفاعلاتها. 🌳 شجرة المفاهيم الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية

├── الخواص الفيزيائية للحديد

├── الخواص الكيميائية←حالات التأكسد

├── تأثير الهواء وبخار الماء

│ ├── فعل الهواء أو الأكسجين

│ └── فعل بخار الماء

├── التفاعل مع اللافلزات

├── التفاعل مع الأحماض

│ ├── الأحماض المعدنية المخففة

│ ├── حمض الكبريتيك المركز الساخن

│ └── حمض النيتريك المركز

├── أكاسيد الحديد←أكسيد الحديد II (FeO)

│ ├── التحضير

│ └── الخواص

├── أكاسيد الحديد←أكسيد الحديد III (Fe₂O₃)

│ ├── التحضير

│ ├── الوجود

│ └── الخواص

├── أكاسيد الحديد←الأكسيد الأسود المغناطيسي (Fe₃O₄)

│ ├── الوجود

│ ├── التحضير

│ └── الخواص

└── مقارنة بين أكاسيد الحديد

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 1 / 15

الخواص الفيزيائية للحديد

ليس للحديد النقي أهمية صناعية، فهو لين نسبيًا وليس شديد الصلابة.
يسهل تشكيله وهو قابل للسحب والطرق.
له خواص مغناطيسية.
ينصهر عند 1538°C وكثافته 7.87 g/cm³.
تعتمد خواصه الفيزيائية على درجة نقائه وطبيعة الشوائب الموجودة به.
يمكن إنتاج عدد هائل من أنواع الصلب وسبائك الحديد لها صفات عديدة تجعلها صالحة لاستخدامات كثيرة.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 2 / 15

الخواص الكيميائية: حالات التأكسد

يختلف الحديد عن العناصر التي قبله في السلسلة الانتقالية الأولى في أنه لا يعطي حالة تأكسد تدل على خروج جميع إلكترونات المستويين 4s وَ 3d (وعددها ثمانية).
حالات التأكسد الأعلى من (+3) ليست ذات أهمية.
حالة التأكسد (+2) تقابل خروج إلكترونَي المستوى الفرعي 4s.
حالة التأكسد (+3) تقابل التركيب 3d⁵ نصف الممتلئ، وهي حالة ثبات خاصة.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 3 / 15

تأثير الهواء وبخار الماء

فعل الهواء أو الأكسجين

يتفاعل الحديد الساخن لدرجة الاحمرار مع الهواء أو الأكسجين ويعطي أكسيد الحديد المغناطيسي:
- 3Fe(s) + 2O₂(g) → Fe₃O₄(s) (بالتسخين Δ)
فعل بخار الماء
- يتفاعل الحديد الساخن لدرجة الاحمرار (500°C) مع بخار الماء ويعطي أكسيد الحديد المغناطيسي وغاز الهيدروجين:
  - 3Fe(s) + 4H₂O(v) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g) (عند 500°C)

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 4 / 15

التفاعل مع اللافلزات

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
مع الكلور	يعطي كلوريد الحديد III (يرفع الكلور الحديد إلى أعلى حالة تأكسد شائعة): 2Fe(s) + 3Cl₂(g) → 2FeCl₃(s) (بالتسخين Δ)	يعطيكلوريدالحديديرفع
مع الكبريت	يتحد معه مكونًا كبريتيد الحديد II: Fe(s) + S(s) → FeS(s) (بالتسخين Δ)	يتحدمكونكبريتيدالحديد
•	ويفسر ذلك أن الكلور عامل مؤكسد قوي فيؤكسد أي كلوريد حديد II يتكون أثناء التفاعل إلى كلوريد حديد III ولهذا يكون الناتج الملح الثلاثي	ويفسرالكلورعاملمؤكسد

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 5 / 15

التفاعل مع الأحماض

الأحماض المعدنية المخففة

يذوب الحديد في الأحماض المعدنية المخففة ويعطي أملاح حديد II فقط.
لا تتكون أملاح حديد III لأن الهيدروجين المتصاعد يختزلها.
- Fe(s) + H₂SO₄(aq) → FeSO₄(aq) + H₂(g) (حمض مخفف dil.)
- Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl₂(aq) + H₂(g) (حمض مخفف dil.)
حمض الكبريتيك المركز الساخن
- يعطي كبريتات الحديد II وكبريتات الحديد III وثاني أكسيد الكبريت وماء:
  - 3Fe(s) + 8H₂SO₄(l) → FeSO₄(aq) + Fe₂(SO₄)₃(aq) + 4SO₂(g) + 8H₂O(l) (حمض مركز conc. وبالتسخين Δ)
  حمض النيتريك المركز
  - يسبب خمولًا ظاهريًا للحديد: تتكون طبقة رقيقة من الأكسيد على سطح الفلز تحميه من استمرار التفاعل.
  - يمكن إزالة هذه الطبقة بالحك أو باستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 6 / 15

أكاسيد الحديد: أكسيد الحديد II (FeO)

التحضير

بتسخين أوكسالات الحديد II بمعزل عن الهواء

FeC₂O₄(s) → FeO(s) + CO(g) + CO₂(g) (بالتسخين Δ وبمعزل عن الهواء)

باختزال الأكاسيد الأعلى بالهيدروجين أو أول أكسيد الكربون

Fe₂O₃(s) + H₂(g) → 2FeO(s) + H₂O(v) (عند 400 – 700°C)
Fe₃O₄(s) + H₂(g) → 3FeO(s) + H₂O(v) (عند 400 – 700°C)

مسحوق أسود لا يذوب في الماء.
يتأكسد بسهولة في الهواء الساخن إلى أكسيد الحديد III:
- 4FeO(s) + O₂(g) → 2Fe₂O₃(s) (بالتسخين Δ)
يتفاعل مع الأحماض المعدنية المخففة معطيًا أملاح حديد II والماء:
- FeO(s) + H₂SO₄(aq) → FeSO₄(aq) + H₂O(l) (حمض مخفف dil.)

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 7 / 15

أكاسيد الحديد: أكسيد الحديد III (Fe₂O₃)

التحضير

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	مثال	كلمات مفتاحية
من محاليل أملاح الحديد III		هيدروكسيد الأمونيوم) فيترسب هيدروكسيد الحديد III ببني محمر ثم يسخن الهيدروكسيد فوق 200°C فيتحول إلى الأكسيد: FeCl₃(aq) + 3NH₄OH(aq) → Fe(OH)₃(s) + 3NH₄Cl(aq) 2Fe(OH)₃(s) → Fe₂O₃(s) + 3H₂O(v) (عند درجة أعلى من 200°C)	تضافإليهاقلويهيدروكسيد
بتسخين كبريتات الحديد II	2FeSO₄(s) → Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g) (بالتسخين Δ)	—	2FeSO₄Fe₂O₃بالتسخين

يوجد في الطبيعة في خام الهيماتيت.

لا يذوب في الماء.
يستخدم كلون أحمر في الدهانات.
يتفاعل مع الأحماض المعدنية المركزة الساخنة معطيًا أملاح حديد III والماء:
- Fe₂O₃(s) + 3H₂SO₄(l) → Fe₂(SO₄)₃(aq) + 3H₂O(v) (حمض مركز conc. وبالتسخين Δ)

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 8 / 15

أكاسيد الحديد: الأكسيد الأسود المغناطيسي (Fe₃O₄)

الوجود

يوجد في الطبيعة ويعرف بخام المجنتيت.
هو أكسيد مختلط من أكسيدَي حديد II وحديد III (FeO·Fe₂O₃).

من الحديد المسخن لدرجة الاحمراربفعل الهواء أو بخار الماء (كما سبق).

باختزال أكسيد الحديد III

3Fe₂O₃(s) + CO(g) → 2Fe₃O₄(s) + CO₂(g) (عند 230 – 300°C)

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
مغناطيسي قوي
•	يتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة معطيًا أملاح حديد II وحديد III معًا مما يدل على أنه أكسيد مركب: Fe₃O₄(s) + 4H₂SO₄(l) → FeSO₄(aq) + Fe₂(SO₄)₃(aq) + 4H₂O(v) (حمض مركز conc. وبالتسخين Δ)	يتفاعلالأحماضالمركزةالساخنة
يتأكسد إلى أكسيد الحديد III عند تسخينه في الهواء	2Fe₃O₄(s) + ½O₂(g) → 3Fe₂O₃(s) (بالتسخين Δ)	2Fe₃O₄3Fe₂O₃بالتسخين

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 9 / 15

مقارنة بين أكاسيد الحديد

وجه المقارنة	FeO	Fe₂O₃	Fe₃O₄
الاسم	أكسيد الحديد II	أكسيد الحديد III	أكسيد الحديد المغناطيسي (المختلط)
حالة تأكسد الحديد	+2	+3	+2 و +3 معًا
اللون والمظهر	مسحوق أسود	أحمر (يستخدم في الدهانات)	أسود، مغناطيسي قوي
التفاعل مع الأحماض	مع المخففة: أملاح حديد II وماء	مع المركزة الساخنة: أملاح حديد III وماء	مع المركزة الساخنة: أملاح حديد II وIII وماء
التسخين في الهواء	يتأكسد إلى Fe₂O₃	أكسيد ثابت (حالة +3)	يتأكسد إلى Fe₂O₃

.egp-ex{margin:18px 0;border:1px solid rgba(79,63,224,.2);border-radius:16px;overflow:hidden;background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px;font-weight:800;background:linear-gradient(90deg,#4f3fe0,#22c1c3);color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex;flex-wrap:wrap;gap:6px;padding:10px 12px;background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79,63,224,.3);background:#fff;border-radius:20px;padding:5px 14px;font-weight:700;cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0;color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b,k){var w=b.closest(‘.egp-ex’);w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x,i){x.classList.toggle(‘on’,i===k)});w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x,i){x.hidden=i!==k})}

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 10 / 15

الشرح الموسوعي المعتمد والمصطلحات الكاملة (كتب الوزارة + الامتحان + المعاصر + الوسام)

📖

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 11 / 15

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

التحميص (Roasting):
تسخين خامات الحديد بشدة في الهواء الجوي بهدف تجفيف الخام والتخلص من الرطوبة ورفع نسبة الحديد فيه، وأكسدة الشوائب الضارة مثل الكبريت والفوسفور والزرنيخ إلى غازات طيارة.
الغاز المائي (Water Gas):
خليط متساوي النسبة تقريباً من غازي أول أكسيد الكربون والهيدروجين (CO + H2) ينتج من إمرار بخار الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون على الغاز الطبيعي (الميثان)، ويستخدم كعامل مختزل في فرن مدركس.
السبيكة البينية (Interstitial Alloy):
سبيكة تتكون عند إدخال ذرات فلزية أو لافلزية صغيرة الحجم (مثل الكربون) في المسافات البينية للشبكة البلورية للفلز الأصلي (مثل الحديد النقي)، مما يعيق انزلاق الطبقات ويزيد الصلابة والخصائص الميكانيكية مثل الحديد الصلب.

السبيكة الاستبدالية (Substitutional Alloy):
سبيكة يتم فيها استبدال بعض ذرات الفلز الأصلي بذرات فلز آخر له نفس نصف القطر والشكل البلوري والخواص الكيميائية، مثل سبيكة الصلب الذي لا يصدأ (حديد وكروم) وسبيكة الذهب والنحاس.
سبيكة المركبات البينفلزية (Intermetallic Alloy):
سبيكة تتكون من اتحاد كيميائي تام بين عناصرها بنسب كيميائية ثابتة لا تخضع لقوانين التكافؤ المعروفة، وتكون مركبات صلبة جداً مثل السيمنتيت (Fe3C) والدورالومين (ألومنيوم مع النحاس والمغنيسيوم والمنجنيز).
ظاهرة الخمول الكيميائي للحديد (Passivity of Iron):
توقف تفاعل الحديد مع حمض النيتريك المركز الساخن بسبب تكوين طبقة مجهرية رقيقة متماسكة وغير مسامية من الأكسيد على سطحه تعزله عن استمرار ملامسة وتأثير الحمض، وتزال هذه الطبقة بالحك الميكانيكي أو بإضافة حمض الهيدروكلوريك المخفف.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 12 / 15

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
معادلة اختزال الفرن العالي (Blast Furnace)	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: Fe2O3 + 3CO –(> 700°C)–> 2Fe + 3CO2 ] العامل المختزل هو أول أكسيد الكربون CO المحضر من تفاعل فحم الكوك مع الأكسجين: C + O2 -> CO2 ثم CO2 + C -> 2CO	الصيغةالفيزيائيةوالرياضيةFe2O3
معادلة اختزال فرن مدركس (Midrex Furnace)	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: 2Fe2O3 + 3CO + 3H2 —-> 4Fe + 3CO2 + 3H2O ] العامل المختزل هو الغاز المائي المحضر من الميثان: 2CH4 + CO2 + H2O –(Cat/Heat)–> 3CO + 5H2	الصيغةالفيزيائيةوالرياضية2Fe2O3
أكسدة أكسيد الحديد الأسود والمغناطيسي إلى هيماتيت	[ الصيغة الفيزيائية والرياضية: 4FeO + O2 –(Δ)–> 2Fe2O3 \| 2Fe3O4 + 1/2 O2 –(Δ)–> 3Fe2O3 ] التسخين في الهواء يؤكسد أي أكسيد حديد أدنى إلى الأكسيد الثلاثي الأكثر ثباتاً واستقراراً	الصيغةالفيزيائيةوالرياضية4FeO

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 13 / 15

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد 2026 / 2027 ★
كتاب الشرح المفصل خواص واستخلاص الحديد وأكاسيده والسبائك
الصف الثالث الثانوي | الباب الأول – العناصر الانتقالية | المنهج المصري الحديث 2026/2027
🎯 أهداف التعلم ومخرجات الفهم الوزارية المقررة 2026/2027:
• شرح مراحل استخلاص الحديد من خاماته (تجهيز الخام، الاختزال، وإنتاج الصلب) مع كتابة المعادلات الكيميائية المتزنة بدقة.
• المقارنة الشاملة بين الفرن العالي (Blast Furnace) وفرن مدركس (Midrex Furnace) من حيث العامل المختزل ومصدره والمعادلات وظروف التشغيل.
• التمييز بين أنواع السبائك الثلاث (البينية، الاستبدالية، والمركبات البينفلزية) مع أمثلة لكل نوع وشروط تكوينها الذرية.

• دراسة خواص وتفاعلات الحديد النقي وأكاسيده الثلاثة أكسيد الحديد الثنائي (FeO)، أكسيد الحديد الثلاثي (Fe2O3 الهيماتيت)، وأكسيد الحديد المغناطيسي (Fe3O4 الماجنتيت).
• المقارنة الدقيقة بين تفاعل الأحماض المخففة والمركّزة مع الحديد وأكاسيده، وتفسير ظاهرة الخمول الكيميائي مع حمض النيتريك المركز.
• حل مخططات التحويلات الكيميائية بين مركبات وأكاسيد الحديد في خطوة واحدة أو خطوات متتابعة.

1. مراحل استخلاص وتعدين الحديد: تجهيز الخام، الاختزال، وإنتاج الصلب

تتضمن عملية استخلاص الحديد من القشرة الأرضية ثلاث مراحل صناعية كبرى متسلسلة بدقة هندسية عالية:

ثانياً: مرحلة اختزال خامات الحديد (Reduction Stage): وتتم في نوعين من الأفران العملاقة: الفرن العالي وفرن مدركس. في الفرن العالي، يستخدم فحم الكوك لتوليد غاز أول أكسيد الكربون (CO) الحار، والذي يتولى اختزال الهيماتيت عند درجات حرارة أعلى من 700°C لينتج الحديد الغفل (Pig Iron) المنصهر وخبث السيليكات (Slag) الذي يطفو فوق الحديد لحمايته من إعادة الأكسدة. وفي فرن مدركس، يستخدم الغاز المائي (CO + H2) في دورة غازية مغلقة ومستمرة لإعادة التدوير، لينتج الحديد الإسفنجي فائق النقاوة.

ثالثاً: مرحلة إنتاج الحديد والصلب (Steel Making): وتهدف للتخلص التام من بواقي الشوائب وإضافة نسب محسوبة بدقة شديدة من عناصر سبائكية (مثل الكربون، المنجنيز، الفاناديوم، الكروم، أو النيكل) لإكساب الحديد الخواص الميكانيكية المطلوبة. وتتم هذه المرحلة في المحول الأكسجيني (Oxygen Converter) أو الفرن الكهربي (Electric Arc Furnace) أو فرن القوس المفتوح.

2. دراسة أنواع السبائك والشروط الهندسية والبلورية لتكوينها

الحديد النقي تماماً ليس له استخدامات صناعية كبرى لأنه لين نسبياً، سهل التشكيل، ودرجة انصهاره 1538°C وينزلق بسهولة تحت الضغط الميكانيكي لوجود مسافات بينية ومستويات انزلاق بين ذراته البلورية.
لذلك يعتمد العالم الصناعي على (السبائك Alloys).

3. سبيكة المركبات البينفلزية: تتحد فيها العناصر كيميائياً اتحاداً تاماً بنسب ذرية محددة، ولكن هذه الصيغ الناتجة لا تخضع لقوانين التكافؤ الكيميائي التقليدي، وتتميز بصلابة شديدة جداً وانفصال بلوري فريد. من أشهر أمثلتها: سبيكة السيمنتيت (كربيد الحديد Fe3C)، وسبيكة الدورالومين (سبيكة الألومنيوم والنيكل Al3Ni أو الألومنيوم والنحاس CuAl2)، وسبيكة الرصاص والذهب (Au2Pb). ولا توجد ذرات العناصر في هذه السبيكة حرة بل متحدة كيميائياً بروابط قوية.

3. تفاعلات الحديد النقي ومركباته: أكسيد الحديد الثنائي، الثلاثي، والمغناطيسي

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
تفاعلات الحديد الفلز (Fe)	يتفاعل الحديد المسخن لدرجة الاحمرار (500°C) مع أكسجين الهواء أو بخار الماء ليعطي أكسيد الحديد المغناطيسي الماجنتيت الأسود: 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 وكذلك 3Fe + 4H2O(g) -> Fe3O4 + 4H2	يتفاعلالمسخنلدرجةالاحمرار
ويتفاعل مع اللافلزات	مع غاز الكلور ليعطي كلوريد الحديد الثلاثي FeCl3 مباشرة لأن الكلور عامل مؤكسد قوي يؤكسد أي كلوريد ثنائي يتكون: 2Fe + 3Cl2 -> 2FeCl3	الكلورليعطيكلوريدالحديد
ومع الكبريت بالتسخين ليعطي كبريتيد الحديد الثنائي	Fe + S -> FeS

تفاعل الحديد مع الأحماض يتفاعل الحديد مع الأحماض المخففة مثل حمض الهيدروكلوريك HCl وحمض الكبريتيك H2SO4 ليعطي أملاح الحديد الثنائي وغاز الهيدروجين الذي يشتعل بفرقعة: Fe + 2HCl(dil) -> FeCl2 + H2.
ويتكون الملح الثنائي دائماً وليس الثلاثي لأن غاز الهيدروجين المتصاعد عامل مختزل قوي يختزل أي ملح ثلاثي إلى ثنائي.
أما مع حمض الكبريتيك المركز الساخن (H2SO4 conc.)، فيتفاعل الحديد ليعطي خليطاً من كبريتات الحديد الثنائي FeSO4 وكبريتات الحديد الثلاثي Fe2(SO4)3 والماء وغاز ثاني أكسيد الكبريت SO2 الخانق ذي الرائحة النفاذة الذي يخضر ورقة مبللة بمحلول ثاني كرومات البوتاسيوم المحمضة: 3Fe + 8H2SO4(conc) -> FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4SO2 + 8H2O.

أكاسيد الحديد الثلاثة وطرق تحضيرها وخواصها:

ثالثاً: أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe3O4 الماجنتيت): أكسيد أسود ذو خواص مغناطيسية قوية، وهو أكسيد مركب ومختلط يتكون في الحقيقة من خليط متكافئ من (FeO + Fe2O3). ولهذا السبب الحاسم، عندما يتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة يعطي خليطاً متكافئاً من أملاح الحديد الثنائي وأملاح الحديد الثلاثي معاً والماء: Fe3O4 + 8HCl(conc) -> FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O.

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
جدول	مقارنة شاملة ودقيقة بين أكاسيد الحديد الثلاثة (FeO Fe2O3 Fe3O4)	مقارنةشاملةودقيقةأكاسيد
جدول	مقارنة بين أفران اختزال خام الحديد: الفرن العالي وفرن مدركس	مقارنةأفراناختزالالحديد
•	✏️ أمثلة ومسائل وتطبيقات محلولة بالخطوات النموذجية والبرهان العلمي	أمثلةومسائلوتطبيقاتمحلولة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
★ حل مخطط تحويلات كيميائية معقد للحديد المعطيات والمطلوب	كيف تحصل على أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 انطلاقاً من كبريتات الحديد الثنائي FeSO4؟	تحصلأكسيدالحديدالمغناطيسي
•	مع كتابة جميع المعادلات متزنة وشروط التفاعل	كتابةجميعالمعادلاتمتزنة
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي	[1] الخطوة الأولى: نقوم بتسخين كبريتات الحديد الثنائي FeSO4 الصلبة بشدة فتتفكك حرارياً لتعطي أكسيد الحديد الثلاثي (Fe2O3) وغازي ثاني وثالث أكسيد الكبريت وفق المعادلة: 2FeSO4(s) –(Δ)–> Fe2O3(s) + SO2(g) + SO3(g)	الخطوةالأولىنقومبتسخين
[2] الخطوة الثانية	نأخذ أكسيد الحديد الثلاثي Fe2O3 الناتج ونجري له عملية اختزال جزئي متحكم به باستخدام غاز أول أكسيد الكربون (CO) أو غاز الهيدروجين (H2) عند درجة حرارة مضبوطة تماماً بين (230°C – 300°C)	نأخذأكسيدالحديدالثلاثي
[3] المعادلة المتزنة	3Fe2O3(s) + CO(g) –(230°C – 300°C)–> 2Fe3O4(s) + CO2(g)	3Fe2O32Fe3O4
•	[4] وبذلك نكون قد حصلنا بنجاح على أكسيد الحديد المغناطيسي النقي في خطوتين كيميائيتين علميتين مضبوطتين تماماً	وبذلكنكونحصلنابنجاح
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ	تذكر قاعدة درجات الحرارة لاختزال الهيماتيت: من 230-300 يعطي Fe3O4 ومن 400-700 يعطي FeO وأعلى من 700 يعطي الحديد الفلز Fe!	تذكرقاعدةدرجاتالحرارة

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
•	★ التمييز العملي بين الحديد وأكسيد الحديد المغناطيسي المعطيات والمطلوب: كيف تميز عملياً في المختبر بين برادة الحديد النقي Fe ومسحوق أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 دون استخدام مغناطيس؟	التمييزالعمليالحديدوأكسيد
خطوات الحل والبرهان الفيزيائي	[1] طريقة التمييز العملي: نضيف إلى كل منهما كمية من حمض الهيدروكلوريك المخفف HCl(dil) في أنبوبتي اختبار في درجة حرارة الغرفة	طريقةالتمييزالعملينضيف
[2] المشاهدة والاستنتاج مع برادة الحديد	يحدث فوران وتصاعد لفقاعات غازية تشتعل بفرقعة زرقاء مميزة عند تقريب شظية مشتعلة إليها (وهو غاز الهيدروجين H2) ويتكون محلول كلوريد الحديد الثنائي الأخضر الفاتح: Fe + 2HCl(dil) -> FeCl2 + H2	يحدثفورانوتصاعدلفقاعات
[3] المشاهدة والاستنتاج مع أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4	لا يحدث أي تفاعل ولا يتصاعد أي غاز ويبقى المسحوق الأسود راسباً دون ذوبان لأن Fe3O4 لا يتفاعل قط مع الأحماض المخففة بل يشترط حمضاً معدنياً مركزاً وساخناً	يحدثتفاعليتصاعدويبقى
•	[4] وبذلك تم التمييز المخبري القاطع بينهما بمجرد إضافة الحمض المخفف وملاحظة تصاعد الهيدروجين	وبذلكالتمييزالمخبريالقاطع
💡 فنية وتريك للحل السريع وتجنب الخطأ	أسهل كاشف للتمييز بين الحديد وأكاسيده الثلاثة هو الحمض المخفف: الحديد وحده يخرج غاز الهيدروجين المفرقع!	أسهلكاشفللتمييزالحديد

وجه المقارنة	أكسيد الحديد الثنائي FeO	أكسيد الحديد الثلاثي Fe2O3 (الهيماتيت)	أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 (الماجنتيت)
الاسم الشائع واللون	أكسيد الحديدوز (أسود)	الهيماتيت / خام الحديد الأحمر (أحمر داكن)	الماجنتيت / الأكسيد الأسود المغناطيسي
حالة التأكسد للحديد	+2	+3	مختلط (+2 و +3) متوسطها +2.67
طريقة التحضير النموذجية	تسخين أوكسالات الحديد II بمعزل عن الهواء	تسخين Fe(OH)3 أعلى من 200°C أو تسخين FeSO4	تسخين الحديد للاحمرار مع الهواء أو بخار الماء 500°C
الأكسدة في الهواء الساخن	يتأكسد سريعاً إلى Fe2O3 أحمر	لا يتأكسد (أعلى حالة تأكسد مستقرة)	يتأكسد بالتسخين في الهواء ليعطي Fe2O3 أحمر
التفاعل مع الأحماض المخففة	يتفاعل بسهولة ويعطي أملاح Fe(II) والماء	لا يتفاعل إطلاقاً مع الأحماض المخففة	لا يتفاعل إطلاقاً مع الأحماض المخففة
التفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة	يتفاعل معطياً أملاح Fe(II) والماء	يتفاعل معطياً أملاح Fe(III) والماء فقط	يتفاعل معطياً خليطاً من أملاح Fe(II) و Fe(III) والماء

وجه المقارنة	الفرن العالي (Blast Furnace)	فرن مدركس (Midrex Furnace)
العامل المختزل المستخدم	غاز أول أكسيد الكربون فقط (CO)	الغاز المائي (خليط غازي CO + H2)
مصدر تحضير العامل المختزل	فحم الكوك (C)	الغاز الطبيعي / الميثان (CH4 بنسبة 93%)
معادلة تحضير العامل المختزل	C + O2 -> CO2 ثم CO2 + C -> 2CO	2CH4 + CO2 + H2O –(Cat/Heat)–> 3CO + 5H2
معادلة الاختزال الرئيسية	Fe2O3 + 3CO –(> 700°C)–> 2Fe + 3CO2	2Fe2O3 + 3CO + 3H2 —-> 4Fe + 3CO2 + 3H2O
طبيعة الحديد الناتج	حديد غفل (منصهر محمل بالشوائب والخبث)	حديد إسفنجي صلب نقي عالي الجودة
إعادة تدوير الغازات	غير مغلقة الدورة بالكامل	دورة غازية مغلقة بالكامل لإعادة إنتاج الغاز المائي

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

درجة حرارة اختزال الهيماتيت Fe2O3 تحدد نوع الناتج بدقة مطلقة (230-300°C -> Fe3O4)، (400-700°C -> FeO)، (أعلى من 700°C -> Fe).
تسخين أوكسالات الحديد الثنائي بمعزل عن الهواء يعطي FeO و CO و CO2، وإذا سخنت في الهواء يتأكسد FeO فوراً إلى Fe2O3 أحمر.
تسخين كبريتات الحديد الثنائي FeSO4 يعطي Fe2O3 وليس FeO لأن غاز SO3 الناتج مؤكسد قوي.
الحديد مع الكلور يعطي FeCl3 (لأن الكلور مؤكسد قوي)، بينما مع حمض HCl المخفف يعطي FeCl2 (لأن الهيدروجين المتصاعد مختزل قوي).
حمض النيتريك المركز يسبب خمولاً كيميائياً للحديد بتكوين طبقة أكسيد رقيقة تزال بالحك الميكانيكي أو بإضافة حمض HCl المخفف.
سبيكة السيمنتيت Fe3C سبيكة بينفلزية صلبة لا تخضع لقوانين التكافؤ، بينما حديد الصلب (حديد + كربون) سبيكة بينية، والصلب الذي لا يصدأ (حديد + كروم) سبيكة استبدالية.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 14 / 15

ملخص الدرس

وجه المقارنة	الفكرة الأساسية	كلمات مفتاحية
•	★ الملخص الشامل وخريطة المفاهيم وجداول المقارنة ★	الملخصالشاملوخريطةالمفاهيم
ملخص الدرس	خواص فلز الحديد واستخلاصه من خاماته وأفران الاختزال وأنواع السبائك ومخطط أكاسيد الحديد	خواصالحديدواستخلاصهخاماته
الكيمياء \| الصف الثالث الثانوي \| 2026 / 2027 \| الباب الأول	العناصر الانتقالية	العناصرالانتقالية
•	🗺️ الخريطة الذهنية والمفاهيم الجوهرية (Mind Map Outline)	الخريطةالذهنيةوالمفاهيمالجوهرية
✔ مراحل الاستخلاص	تجهيز الخام -> اختزال في الفرن العالي (CO) أو مدركس (CO+H2) -> إنتاج الصلب	تجهيزالخاماختزالالفرن
✔ السبائك	بينية (صلب) استبدالية (كروم/حديد) بينفلزية (سيمنتيت Fe3C)	بينيةاستبداليةكرومحديد
✔ الأكاسيد	FeO (ثنائي) Fe3O4 (مختلط) Fe2O3 (ثلاثي أحمر هيماتيت)	ثنائيFe3O4مختلطFe2O3
•	📊 جداول المقارنة والتصنيف والتلخيص الشامل	جداولالمقارنةوالتصنيفوالتلخيص

الأكسيد	الصيغة الكيميائية	اللون	التفاعل مع الأحماض	أثر الهواء الساخن
أكسيد الحديد الثنائي	FeO	أسود	يتفاعل مع الأحماض المخففة (أملاح ثنائية)	يتأكسد سريعاً إلى Fe2O3
أكسيد الحديد المغناطيسي	Fe3O4	أسود داكن	يتفاعل مع الأحماض المركزة فقط (أملاح ثنائية وثلاثية)	يتأكسد إلى Fe2O3
أكسيد الحديد الثلاثي	Fe2O3	أحمر داكن	يتفاعل مع الأحماض المركزة الساخنة (أملاح ثلاثية)	ثابت كيميائياً في الهواء

💡 كبسولة المراجعة السريعة وأهم فنيات الامتحان:
★ تسخين FeSO₄ يعطي Fe₂O₃ لأن غاز SO₃ عامل مؤكسد قوي.
★ الحديد يعطي خمولاً مع HNO₃ المركز ويزال بالحك أو إضافة HCl المخفف.
★ الغاز المائي في مدركس يعاد تدويره في دورة مغلقة لترشيد الطاقة.

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية · 15 / 15

المناهج الدراسية

الكيمياء

الباب الأول - العناصر الانتقالية

الباب الثاني - التحليل الكيميائي

الباب الثالث - الاتزان الكيميائي

الباب الرابع - الكيمياء الكهربية

الباب الخامس - الكيمياء العضوية

دروس إضافية

الدرس الرابع: خواص الحديد وتفاعلات أكاسيده الكيميائية

├── الخواص الفيزيائية للحديد

├── تأثير الهواء وبخار الماء

│ ├── فعل الهواء أو الأكسجين

│ └── فعل بخار الماء

├── التفاعل مع اللافلزات

├── التفاعل مع الأحماض

│ ├── الأحماض المعدنية المخففة

│ ├── حمض الكبريتيك المركز الساخن

│ └── حمض النيتريك المركز

│ ├── التحضير

│ └── الخواص

│ ├── التحضير

│ ├── الوجود

│ └── الخواص

│ ├── الوجود

│ ├── التحضير

│ └── الخواص

└── مقارنة بين أكاسيد الحديد

فعل الهواء أو الأكسجين

فعل بخار الماء

الأحماض المعدنية المخففة

حمض الكبريتيك المركز الساخن

حمض النيتريك المركز

التحضير

التحضير

الوجود

1. مراحل استخلاص وتعدين الحديد: تجهيز الخام، الاختزال، وإنتاج الصلب

2. دراسة أنواع السبائك والشروط الهندسية والبلورية لتكوينها

3. تفاعلات الحديد النقي ومركباته: أكسيد الحديد الثنائي، الثلاثي، والمغناطيسي

💡 💡 كبسولة الفنيات وتريكات الامتحانات والأسئلة الوزارية 2026/2027:

أحسنت! أنهيت هذا الدرس