أهداف الدرس
• أن يتعرف الطالب على أهم استخدامات عناصر السلسلة الانتقالية الأولى.
• أن يربط بين خاصية العنصر واستخدامه الصناعي.
• أن يفسر سهولة أكسدة الحديد الثنائي وصعوبة أكسدة الحديد الثلاثي.
- الحديد Fe
أكثر العناصر الانتقالية أهمية اقتصادية. - يستخدم في صناعة الصلب الذي يدخل في المباني والكباري والسيارات والسكك الحديدية.
- ويحضر في الأفران العالية باختزال خام الهيماتيت بالكوك.
- سهولة أكسدة الحديد الثنائي إلى الحديد الثلاثي
أيون Fe2+ تركيبه 3d6، وأيون Fe3+ تركيبه 3d5. - التركيب 3d5 نصف ممتلئ، وهو تركيب أكثر استقراراً وطاقة أقل، لذلك يفقد أيون الحديد الثنائي إلكتروناً بسهولة ويتأكسد إلى الحديد الثلاثي.
- أما أكسدة الحديد الثلاثي إلى حالة أعلى فتحتاج إلى طاقة كبيرة لأنها تكسر استقرار التركيب نصف الممتلئ.
النحاس Cu
موصل جيد للكهرباء والحرارة، يستخدم في الأسلاك الكهربائية وأدوات المطبخ والسبائك مثل البرونز (نحاس + قصدير) والنحاس الأصفر (نحاس + زنك).
- التيتانيوم Ti
خفيف الوزن، مقاوم للتآكل، شديد الصلابة. - يستخدم في صناعة الطائرات والمفاصل الصناعية وأدوات الجراحة، وفي صناعة الأصباغ البيضاء (ثاني أكسيد التيتانيوم).
- الكروم Cr
يستخدم في الطلاء الكهربي لحماية الحديد من الصدأ، وفي صناعة الصلب الذي لا يصدأ (ستانلس ستيل) بنسبة 18% كروم و8% نيكل. - مركباته تستخدم في دباغة الجلود والأصباغ.
المنجنيز Mn
يستخدم في صناعة سبائك الصلب المقاوم للصدمات، وفي صناعة البطاريات الجافة، وفي إزالة اللون الأخضر من الزجاج.
الكوبالت Co
يستخدم في السبائك المغناطيسية القوية، وفي صناعة بطاريات الليثيوم، وفي الأصباغ الزرقاء.
النيكل Ni
يستخدم في السبائك المقاومة للتآكل والحرارة، وفي طلاء المعادن، وفي العملة المعدنية.
الخارصين Zn
يستخدم في جلفنة الحديد لحمايته من الصدأ، وفي صناعة البطاريات، وفي السبائك مثل النحاس الأصفر.
الفاناديوم V
يضاف إلى الصلب لزيادة صلابته ومقاومته للصدمات، ويستخدم أكسيده حفازاً في تحضير حمض الكبريتيك.
تقييم سريع
1- فسر: يستخدم الكروم في طلاء الحديد.
2- لماذا يعتبر الحديد الثلاثي أكثر استقراراً من الحديد الثنائي؟
3- اذكر استخدامين صناعيين للتيتانيوم مع ذكر السبب.