ما المقصود بالسبيكة؟

تعريف السبيكة:هي ما يتكون من فلزين أو أكثر  مثل ( الحديد و الكروم ) أو (الحديد و المنجنيز ) أو ( الحديد و الفانديوم ) أو ( الحديد و النيكل ) و يمكن ان تتكون من فلز و عناصر لا فلزية  مثل الكربون .

طرق تحضير السبائك 

 1- تحضر السبائك عادة بصهر الفلزات مع بعضها و ترك المنصهر ليبرد تدريجيا  .

2- الترسيب الكهربى : بالترسيب الكهربى لفلزين أو أكثر فى نفس الوقت .

 مثال على الترسيب الكهربى :تغطية المقابض الحديدية بالنحاس الاصفر ( نحاس + خارصين ) و ذلك بترسيبه كهربيا على هذه المقابض من محلول يحتوى على أيونات النحاس و الخارصين  .

أنواع السبائك

• يتكون اى فلز نقى من شبكة بلورية من ذرات الفلز مرصوصة رصا محكما بينها مسافات بينية .
• عند الطرق عليها يمكن أن تتحرك طبقة من ذرات الفلز فوق طبقة أخرى .
• 

أولاً : السبائك البينية

يتم فيها إدخال ذرات فلز أقل حجما فى  المسافات البينية للشبكة البللورية للفلز الاصلى ( أكبر حجما )      ◄◄    مما يعوق إنزلاق  الطبقات  فتزيد صلابة الفلز بالإضافة الى تأثر بعض خواصه الفيزيائية الأخرى مثل قابلية الطرق و السحب و درجات الانصهار و التوصيل الكهربى و الخواص المغناطيسية .

مثال  :سبيكة الحديد و الكربون ( الحديد الصلب  ) 

ثانياً : السبائك الاستبدالية

يتم فيها إستبدال بعض ذرات الفلز الأصلى بذرات فلز أخر  بشروط:

مميزات العناصر المكونة لها  ( شروطها ) :

• لهما نفس القطر  .
• لهما نفس الشكل البلورى .
• لهما نفس الخواص الكيميائية .

  أمثلة   :

  • سبيكة ( الحديد و الكروم ) فى الصلب الذى لا يصدأ .
  • سبيكة ( الذهب و النحاس ) .
  • سبيكة الحديد و النيكل .

• ثالثاً : السبائك البينفلزية  

•  فيها تتحد العناصر المكونة للسبيكة اتحاداً كيميائيا فتتكون مركبات كيميائية .

• مميزات العناصر المكونة لها  (شروطها ) :

  • مركبات صلبة  .
  • لا تخضع صيغتها الكيميائية لقوانين التكافؤ .
  • تتكون من فلزات لا تقع فى مجموعة واحدة فى الجدول الدورى .

  أمثلة   :

• سبيكة ( الالومنيوم – النيكل  )  و ( الألومنيوم – النحاس )  و المعروفتان باسم الديور الومين 

• سبيكة ( الرصاص –   الذهب )  Au₂Pb  

• سبيكة السيمنتيت Fe₃C 

   

  خواص الحديد

• أولاً : الخواص الفيزيائية

تعتمد الخواص الفيزيائية للحديد على نقائه و طبيعة الشوائب به ، و يمكن إنتاج عدد هائل من انواع الصلب و سبائك الحديد لها صفات عديدة تجعلها صالحة لإستخدامات  كثيرة  .

و فيما يلى أهم الخواص للحديد النقى  :

• الحديد النقى ليس له أى اهمية صناعية     ( علل  )  فهو لين نسبياً و ليس شديد الصلابة  .
• قابل للسحب و الطرق لذلك يسهل تشكيله .
• له خواص مغناطيسية .
• ينصهر عند درجة 1538^oC  و كثافته  78 g/cm³

ثانياً : الخواص الكيميائية

• بخلاف العناصر التى قبله فى السلسلة الإنتقالية الأولى لا يعطى الحديد حالة تأكسد تدل على خروج جميع إلكترونات المستويين الفرعيين(4s , 3d ) و هى ثـمان إلكترونات  .
• جميع حالات التأكسد الأعلى من (+3) ليست ذات أهمية  .
• له حالة تأكسد ( +2) تقابل خروج إلكترونى المستوى الفرعى 4s .
• حالة التأكسد ( +3 ) تقابل  3d نصف ممتلئ ( حالة ثبات )  .

أهم تفاعلات  الحديد

1) تأثير الهواء  أو الأكسجين   

يتفاعل الحديد المسخن لدرجة الاحمرار مع الهواء أو الأكسجين  ويتكون أكسيد حديد مغناطيسى

3Fe_(s) + 2O_2(g)   →   Fe3O4 _(s)

2) أثر بخار  الماء  

يتفاعل الحديد المسخن لدرجة الاحمرار عند 500^oC مع بخار الماء ويتكون أكسيد حديد مغناطيسى ويتصاعد غاز  الهيدروجين.

3Fe_(s) + 4H₂O _(g)  →   Fe3O4 _(s)+ 4H_2(g)

3) مع اللافلزات  

4) مع الأحماض 

أولاً: الأحماض المخففة  :ٍ

تفاعل الحديد مع  حمض الهيدروكلوريك المخفف :

• تفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك المخفف :

• 

  ثانياً  :الأحماض  المركزة

  • تفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك المركز الساخن:-
•                يعطى كبريتات حديد  II و كبريتات حديد III وثانى أكسيد كبريت وماء

• 

  • ثالثا :مع حمض النيتريك المركز 

      يحدث خمول للحديد لتكون طبقة رقيقة من الأكسيد على سطح الفلز تحميه من استمرار التفاعل يمكن     ازلتها بالحك او اذابتها فى  حمض الهيدروكلوريك المخفف .

• :  كيف تميز بين حمض الكبريتيك المخفف وحمض الكبريتيك المركز ؟؟.

  ج : بإضافة الحديد الى كل منهما مع تقريب شظيه مشتعلة فإذا :

• حدث فرقعة ولهب ازرق يكون الحمض المخفف بسبب تصاعد غاز الهيدروجين .
• لم يحدث شئ يكون الحمض المركز .