1- عند تحميص خام ركائز الخارصين في الهواء ، ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون كناتج ثانوي. شرح السؤال 💡 فكر معي: ما هو التركيب الكيميائي لخام ركائز الخارصين؟ هل يحتوي على كربون أم كبريت لينتج غازاً عند تحميصه في الأكسجين؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: خطأالتوضيح: خام ركائز الخارصين هو كيميائياً "كبريتيد الخارصين" ($\mathrm{ZnS}$). عند تحميصه بشدة في الهواء (الأكسجين)، يتأكسد كل من الخارصين والكبريت. وينتج أكسيد الخارصين الصلب ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكبريت ($\mathrm{SO_2}$) كناتج ثانوي، وليس ثاني أكسيد الكربون.خطوات الحل:تحديد التركيب الكيميائي للخام: ركائز الخارصين هي $\mathrm{ZnS}$.كتابة معادلة التحميص: $2\mathrm{ZnS} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{ZnO} + 2\mathrm{SO_2}$.تحديد الناتج الثانوي: الغاز المتصاعد هو ثاني أكسيد الكبريت ($\mathrm{SO_2}$).الاستنتاج: العبارة خاطئة لأنها تدعي خروج $\mathrm{CO_2}$.⚠️ انتبه (خطأ شائع): يخلط الطلاب بين تحميص الكبريتيدات (الذي يعطي $\mathrm{SO_2}$) وبين الانحلال الحراري لخامات الكربونات (الذي يعطي $\mathrm{CO_2}$).💡 للاطلاع: غاز ثاني أكسيد الكبريت الناتج لا يُهدر، بل يتم جمعه في المصانع واستخدامه في صناعة حمض الكبريتيك عبر طريقة التلامس.(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-3: الكربون وسلسلة الفاعلية، ص 50)
2- كلما زادت فاعلية الفلز صعب على الكربون نزع الأكسجين من أكسيده شرح السؤال 💡 كيف نفكر؟ الفلزات شديدة الفاعلية تكوّن روابط قوية جداً مع الأكسجين. هل يستطيع الكربون أن يهزم فلزاً يقع فوقه في سلسلة الفاعلية لانتزاع أكسجينه؟ صح خطأ الإجابة الصحيحة: صح🔥 التفسير العلمي: ثبات واستقرار أكسيد الفلز يعتمد طردياً على فاعليته (نشاطه الكيميائي). الفلزات الأنشط (مثل الألومنيوم والماغنسيوم) ترتبط بالأكسجين بقوة هائلة لتكوين أكاسيد شديدة الثبات. الكربون يُعد عاملاً مختزلاً متوسط القوة؛ فهو يستطيع نزع الأكسجين فقط من أكاسيد الفلزات التي تليه (أضعف منه) في سلسلة الفاعلية مثل الخارصين والحديد. أما الفلزات التي تعلوه، فيستحيل عليه اختزالها مهما رُفعت الحرارة.🚀 ثورة الألومنيوم: قبل اختراع التحليل الكهربائي في عام $1886$، كان استخلاص الألومنيوم شبه مستحيل لرفض أكسيده التخلي عن الأكسجين لصالح الكربون. لهذا السبب، كان الألومنيوم أغلى من الذهب، وكان إمبراطور فرنسا يقدم لضيوفه المتميزين شوكاً وملاعق من الألومنيوم بدلاً من الذهب كدليل على الثراء الفاحش!(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس 3-3: الكربون وسلسلة الفاعلية، ص 50)
3- عند تحميص ركائز الخارصين في الهواء ينتج أكسيد الخارصين وناتج ثانوي هو شرح السؤال ركائز الخارصين هي الاسم الشائع لخام كبريتيد الخارصين ($\mathrm{ZnS}$). عملية التحميص تعني التسخين بشدة في وجود الهواء (الأكسجين). ما هي نواتج تفاعل كبريتيد فلز مع الأكسجين؟ أول أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكبريت غاز الكلور اكسيد النيتروجين الإجابة الصحيحة هي: (ثاني أكسيد الكبريت).ركائز الخارصين (أو الزنك بلند) هي خام كبريتيد الخارصين ($\mathrm{ZnS}$). عند تحميصه في الهواء، يتفاعل مع الأكسجين لإنتاج أكسيد الخارصين ($\mathrm{ZnO}$) وغاز ثاني أكسيد الكبريت ($\mathrm{SO_2}$) كناتج ثانوي.المعادلة:$\mathrm{2ZnS(s) + 3O_2(g) \rightarrow 2ZnO(s) + 2SO_2(g)}$غاز ثاني أكسيد الكبريت الناتج له أهمية صناعية حيث يمكن استخدامه في تحضير حمض الكبريتيك.(الوحدة الثالثة: استخلاص الفلزات، الدرس 3-3: الكربون وسلسلة الفاعلية، صفحة 50)
4- خام ركائز الخارصين: شرح السؤال 💡 فكر معي: خام ركائز الخارصين هو كبريتيد الخارصين ($\mathrm{ZnS}$). هل يمكننا اختزاله بالكربون مباشرة وهو كبريتيد، أم يجب تحويله لأكسيد أولاً؟ يمكن استخلاص الخارصين منه بالتسخين مباشرة مع الكربون يتم تحميصه في الهواء فنحصل على الخارصين مع غاز $\mathrm{SO_2}$ كناتج ثانوي يتم استخلاص الخارصين منه بتسخينه مع الهواء في فرن درجة حرارته عالية جميع الإجابات السابقة خاطئة الإجابة الصحيحة: جميع الإجابات السابقة خاطئةالتوضيح: خام ركائز الخارصين (كبريتيد الخارصين $\mathrm{ZnS}$) لا يمكن اختزاله بالكربون مباشرة. الخطوة الأولى تتمثل في تحميص الخام في الهواء ليتحول إلى أكسيد الخارصين ($\mathrm{ZnO}$) ويتصاعد غاز $\mathrm{SO_2}$. الخطوة الثانية هي اختزال الأكسيد الناتج بالكربون في فرن الاختزال للحصول على الخارصين المتبخر.خطوات الحل:الخيار الأول: لا يُسخن مباشرة مع الكربون بل يجب تحميصه أولاً لتحويله لأكسيد.الخيار الثاني: التحميص في الهواء يُعطي أكسيد الخارصين وليس فلز الخارصين مباشرة.الخيار الثالث: التسخين مع الهواء وحده هو التحميص فقط، ولا يعطي الفلز النقي.الاستنتاج: جميع الخيارات المذكورة لا تصف عملية الاستخلاص بدقة.🧠 الحل بالاستبعاد: بما أن الخيار الثاني يحتوي على فخ لفظي (ينتج الخارصين بدل أكسيد الخارصين)، والخيارين الأول والثالث يتجاوزان خطوة هامة، إذن نستبعدها كلها.💡 للاطلاع: غاز ثاني أكسيد الكبريت الناتج كناتج ثانوي من تحميص الخام يُعد غازاً ذو قيمة حيث يُجمع ويُستخدم في صناعة حمض الكبريتيك.(الوحدة 3: استخلاص الفلزات، الدرس $3$-$3$: الكربون وسلسلة الفاعلية، ص 50)
