گزارش تصویری آزمایشگاه آزمایش تهیه آهن از آهن اکسید
آزمایش تهیه آهن از اکسید آهن علوم هفتم
در کتاب علوم تجربی پایه هفتم، در فصل ۴ (مواد پیرامون ما) و فصل ۵ (از معدن تا خانه) با مفاهیم جالبی درباره استخراج فلزات آشنا میشوید. یکی از مهمترین آزمایشهای این فصل، آزمایش تهیه آهن از اکسید آهن است که نشان میدهد چگونه فلزات را از سنگ معدن خود استخراج میکنند. در این مطلب، این آزمایش را قدم به قدم و مطابق با کتاب درسی توضیح میدهیم.
هدف آزمایش
آشنایی با احیای اکسید فلزات و مشاهده عملی چگونگی جدا شدن اکسیژن از اکسید آهن و تولید آهن فلزی.
مواد و وسایل مورد نیاز (مطابق کتاب درسی)
-
پودر اکسید آهن (زنگ آهن) 🧪
-
پودر زغال سنگ یا پودر کربن (به عنوان عامل احیاکننده)
-
کبریت یا چراغ بونزن (برای ایجاد حرارت)
-
یک لوله آزمایش یا ظرف نسوز (مثل قوطی کنسرو)
-
آهنربا 🧲
-
انبر یا گیره
مراحل انجام آزمایش علوم هفتم
مرحله ۱: آماده سازی مواد
مقدار مساوی از پودر اکسید آهن و پودر زغال سنگ را با هم مخلوط کنید. اگر از کبریت استفاده میکنید، میتوانید سر چند کبریت را جدا کرده و پودر کنید و با اکسید آهن مخلوط نمایید.
مرحله ۲: حرارت دادن مخلوط
مخلوط را داخل لوله آزمایش یا ظرف نسوز بریزید. با استفاده از انبر، ظرف را روی شعله چراغ بونزن یا اجاق گاز بگیرید و به مدت چند دقیقه حرارت دهید. (در کتاب درسی از شعله چراغ برای گرم کردن لوله آزمایش استفاده شده است).
مرحله ۳: سرد کردن محصول
پس از حرارت دادن کافی، ظرف را کنار بگذارید تا کاملاً خنک شود. توجه کنید که مواد داغ هستند و نباید با دست لمس شوند!
مرحله ۴: جداسازی آهن با آهنربا
مواد سرد شده را روی یک کاغذ یا سطح صاف بریزید و آهنربا را به آن نزدیک کنید. چه مشاهده میکنید؟
نتیجه گیری آزمایش
هنگامی که آهنربا را به مواد نزدیک میکنید، ذرات ریز و سیاه رنگی جذب آهنربا میشود. این ذرات، همان آهن فلزی هستند که از واکنش اکسید آهن و کربن (زغال) در اثر حرارت به وجود آمدهاند.
توضیح علمی: در این آزمایش، کربن موجود در زغال سنگ یا سر کبریت، اکسیژن را از اکسید آهن گرفته و با خود ترکیب میکند (تشکیل گاز دیاکسید کربن). در نتیجه، آهن به صورت آزاد باقی میماند. این فرآیند که احیاء نام دارد، در صنعت ذوب آهن نیز به همین صورت انجام میشود.
واکنش شیمیایی:
اکسید آهن + کربن → آهن + دیاکسید کربن
نکات مهم برای دانشآموزان (برای نوشتن در گزارش کار)
-
چرا از کربن استفاده میکنیم؟ چون کربن نسبت به آهن تمایل بیشتری برای ترکیب با اکسیژن دارد.
-
چرا بعد از آزمایش مواد خاصیت مغناطیسی پیدا میکنند؟ زیرا اکسید آهن (که خاصیت مغناطیسی کمی دارد یا ندارد) به آهن فلزی (که خاصیت مغناطیسی قوی دارد) تبدیل شده است.
-
آیا میتوانیم از مواد دیگر به جای کربن استفاده کنیم؟ بله، در برخی روشهای آزمایشگاهی از منیزیم یا آلومینیوم نیز برای احیای اکسید آهن استفاده میکنند، اما این مواد خطرناکتر هستند و برای آزمایش در مدرسه مناسب نیستند.
پرسشهای متن کتاب علوم هفتم (فصل ۵)
اگر به این آزمایش در کتاب درسی خود دقت کنید، احتمالاً این سؤال مطرح شده است:
«با توجه به آنچه در این آزمایش مشاهده کردید، توضیح دهید که چگونه فلزات را از ترکیبهای آنها (سنگ معدن) به دست میآورند؟»
پاسخ: فلزات را معمولاً با استفاده از مواد مناسب (مثل کربن) و حرارت دادن، از ترکیبهایشان (اکسیدها) جدا میکنند. به این فرآیند، احیاء گفته میشود.
نکات ایمنی ⚠️
-
این آزمایش حتماً با حضور دبیر یا والدین انجام شود.
-
از دستکش و عینک ایمنی استفاده کنید.
-
لوله آزمایش داغ را با دست لمس نکنید (حتماً از گیره یا انبر استفاده کنید).