ملخص العناصر الانتقالية ومركباتها (1) الحديد والنحاس والفضة — ثانية ثانوي

العناصر الانتقالية ومركباتها (1) الحديد والنحاس والفضة

تفاعلات أيونات الحديد II وIII الكاشفة (KSCN, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6]) وألوانها المميزة، تفاعلات هيدروكسيد النحاس مع الأمونيا لتكوين الأيون المعقد الأزرق، وهاليدات الفضة وتحللها الضوئي أساس التصوير الفوتوغرافي التقليدي.

معلومات الدرس

الشعبة: مسار الهندسة وعلوم الحاسب (مادة تخصصية اختيارية: يختار الطالب بينها وبين البرمجة والذكاء الاصطناعي)
الترم: الثاني
رقم الدرس: 3-9 (الفصل الثالث: المواد غير العضوية)

المحتوى الرئيسي

أيونات الحديد

يتأكسد $Fe^{2+}$ إلى $Fe^{3+}$ . تختلف تفاعلاتهما مع كاشف واحد:

الكاشف	مع $Fe^{2+}$	مع $Fe^{3+}$
NaOH أو $NH_3$	راسب أخضر مخضر (هيدروكسيد Fe(II))	راسب بني محمر (هيدروكسيد Fe(III))
$H_2S$	راسب أسود	راسب أسود
$K_3[Fe(CN)_6]$	راسب أزرق داكن	لا تغيير محسوس
$K_4[Fe(CN)_6]$	راسب أزرق مزرق	راسب أزرق داكن
$KSCN$	لا تغيير محسوس	محلول أحمر دموي

Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2\downarrow

النحاس ومركباته

تسخين النحاس في الهواء ينتج $CuO$ الأسود. مع قاعدة: $Cu^{2+}+2OH^-\rightarrow Cu(OH)_2$ (راسب أبيض مائل للزرقة). مع وفرة من الأمونيا يذوب راسب هيدروكسيد النحاس مكوّنًا الأيون المعقد الأزرق الغامق:

Cu(OH)_2 + 4NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4]^{2+} + 2OH^-

بالتسخين يتحلل $Cu(OH)_2$ إلى $CuO$ ؛ ومع $H_2S$ يتكوّن راسب أسود $CuS$ .

الفضة وهاليداتها

مع قاعدة: $2Ag^++2OH^-\rightarrow Ag_2O\downarrow+H_2O$ (راسب بني). مع وفرة أمونيا يذوب مكوّنًا أيون ثنائي أمين الفضة عديم اللون: $Ag_2O+4NH_3+H_2O\rightleftharpoons 2[Ag(NH_3)_2]^++2OH^-$ .

هاليد الفضة	اللون
$AgCl$	أبيض
$AgBr$	كريمي/أصفر باهت
$AgI$	أصفر

تتحلل هاليدات الفضة بالضوء منتجة فلز الفضة: $2AgBr \xrightarrow{\text{ضوء}} 2Ag+Br_2$ — وهو أساس التصوير الفوتوغرافي التقليدي.

النقاط الرئيسية

$KSCN$ يعطي لونًا أحمر دمويًا مميزًا مع $Fe^{3+}$ ؛ يستخدم كاشفًا نوعيًا للكشف عنه.
$Cu(OH)_2$ يذوب في وفرة الأمونيا مكوّنًا $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ الأزرق الغامق.
هاليدات الفضة (Cl، Br، I) تتدرج في اللون من الأبيض إلى الأصفر، وتتحلل بالضوء لفلز فضة.
تحلل هاليدات الفضة بالضوء هو أساس عمل الأفلام الفوتوغرافية التقليدية.

أسئلة للمراجعة

ما الكاشف الذي يمكن استخدامه للتمييز بين محلولَي $Fe^{2+}$ و $Fe^{3+}$ ، وما اللون الناتج مع كل منهما؟
اكتب معادلة تفاعل هيدروكسيد النحاس (II) مع وفرة من الأمونيا.
لماذا كانت هاليدات الفضة مناسبة للاستخدام في التصوير الفوتوغرافي التقليدي؟

الأهداف العامة

أن يميّز الطالب بين تفاعلات أيونات $Fe^{2+}$ و $Fe^{3+}$ مع كواشف مختلفة من ألوان النواتج.
أن يصف الطالب تفاعلات النحاس وأيونه مع القواعد والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين.
أن يصف الطالب تفاعلات أيون الفضة وهاليداتها، ويربط ذلك بمبدأ التصوير الفوتوغرافي التقليدي.