طريقة صنع صولفات الحديد (FeSO₄) في المنزل خطوة بخطوة تحضير كبريتات الحديدوز لترسيب الذهب
مقدمة:
تُعتبر صولفات الحديد (FeSO₄) من أكثر المركّبات استخدامًا في عمليات ترسيب الذهب من الماء الملكي، وكذلك في الصناعات الكيميائية ومعالجة المياه.
يُمكنك تحضيرها بسهولة باستخدام حديد نقي وحمض الكبريتيك، بشرط اتباع الخطوات العلمية الدقيقة والاحتياطات اللازمة.
ملاحظة مهمة قبل البدء:
صنع الكبريتات من تفاعل الحديد مع حمض الكبريتيك يولد غاز الهيدروجين القابل للاشتعال ويتطلب حيزاً جيد التهوية، معدات حماية (قفازات مقاومة للأحماض، نظّارات واقية، ملابس عمل)، والحذر الشديد عند التعامل مع الأحماض. لا تقم بالتجربة داخل منزل دون تهوية أو تجهيزات أمان مناسبة.
1) المعادلة الكيميائية الأساسية
(الناتج عادة يكوّن في النهاية كبريتات حديدوز والتي عند التبلور مع الماء تعطي FeSO₄·7H₂O البلورية الخضراء المميزة.)
2) المواد والأدوات المطلوبة
| المادة | الكمية (تقريبية) | الملاحظات |
|---|---|---|
| حديد نقي (برادة أو مسامير) | 20 غرام | خالٍ من الطلاء والزيوت |
| حمض الكبريتيك (H₂SO₄) | 35 غرام (مخفف) | يُخفف بنسبة 10–20% |
| ماء مقطر | حسب الحاجة | لتخفيف الحمض وغسل البلورات |
| وعاء زجاجي مقاوم للحمض | 1 | لإجراء التفاعل |
| قفازات، نظارات، ملابس واقية | - | للسلامة الشخ |
3) النِسَب والأمثلة العملية
المعادلة تقترح نسبة مولية 1:1 (Fe : H₂SO₄).
الوزن المولي التقريبي:
- Fe = 55.85 غ/مول
- H₂SO₄ = 98.08 غ/مول
- FeSO₄·7H₂O ≈ 278.0 غ/مول (إن أردت البلورة السَّبْعِيّة)
مثال تحضير صغير (منتج نهائي ≈ 100 غ من البلورة السبعـيّة)
تحتاج تقريباً 0.36 مول →
حديد ≈ 0.36 × 55.85 ≈ 20 غ
حمض كبريتيك ≈ 0.36 × 98.08 ≈ 35 غ من الحمض (عند استخدام حمض مركز احسب الحجم بحسب الكثافة أو استشر ورقة بيانات السلامة).
النتيجة النظرية من FeSO₄·7H₂O ≈ 0.36 × 278 ≈ 100 غ (قيمة تقريبية نظرًا لفقد أثناء المعالجة).
نصيحة: من الأسهل العمل بوحدات مولية أو باستخدام فِرشات/برادات حديدية بكثافة معروفة ثم إضافة حمض تدريجياً.
4) خطوات التحضير (تفصيلية)
1. التحضيرات الأمنية: ارتدِ معدات الحماية، أعمل في تهوية جيدة، أبعد أي مصدر نار أو شرر. ضع دورق التفاعل داخل صينية للحماية من الانسكابات.
2. تحضير المحلول الحمضي (آمناً): إذا تستخدم حمضاً مركزاً، قم بتخفيفه بإضافة الحمض ببطء إلى الماء المقطر (لا عكس) مع التحريك. لا تُسكب الماء على الحمض! الهدف: محلول حمضي مخفف مناسب للتفاعل (التركيز المختار يعتمد على السرعة المرغوبة؛ للعمل المنزلي يُستخدم حمض 10–20% تقريباً لتقليل تطاير وارتفاع حرارة مفرط).
3. إضافة الحديد: ضع الحديد (برادة/مسامير منظفة) في الدّورق ثم أضف المحلول الحمضي تدريجياً ببطء مع تحريك. التفاعل يولد فقاعات H₂ — لذلك إضافة بطيئة تمنع فوران وارتفاع حرارة.
4. مراقبة الحرارة: التفاعل طارد للحرارة. حافظ على درجة حرارة معتدلة (يمكن استخدام حمام مائي بارد إذا لزم).
5. حتى انتهاء التفاعل: استمر في إضافة الحمض/تحريك حتى يتوقف تطاير الفقاعات أو يذوب كل الحديد المراد تحويله. يمكنك ترك فائض بسيط من الحديد المعدني للحفاظ على وسط مختزل (حتى لا يتأكسد Fe²⁺ إلى Fe³⁺).
6. ترشيح الشوائب: بعد التفاعل، صفّي المحلول لإزالة الحديد غير المذاب أو الشوائب الصلبة.
7. تركيز ثم تبلور: سخّن المحلول بلطف لتبخير جزء من الماء (لا تغليه بقوة) ثم اتركه يبرد ببطء — سيتبلور FeSO₄·7H₂O بلورات خضراء. التبريد البطيء يعطي بلورات أنقى.
8. جمع البلورات: صفِّ البلورات واغسلها بالقليل من ماءٍ مثلَّج/مُبرد لتقليل الذوبان. ثم جففها بلطف في مكان مظلم وبارد (تجنب الحرارة والهواء لأن الملح يمتص الأكسجين ويتأكسد إلى Fe₂(SO₄)₃ أو يتحول للون بني).
5) نصائح للحصول على منتج نقي ومستقر
1. منع الأكسدة: أثناء التحضير والتبلور، قلّل التعرض للهواء (غطّ الوعاء جزئياً) لأن Fe²⁺ يتأكسد بسهولة إلى Fe³⁺. إبقاء القليل من الحديد المعدني في المحلول يساعد كمصدر مختزل.
2. التبلور السريع مقابل البطيء: التبلور البطيء يعطي بلورات أنقى لكن قد يزيد التعرض للأكسدة؛ اختيارك يعتمد على ظروف العمل.
3. التخزين: خزّن البلورات في وعاء زجاجي معتم، محكم الإغلاق، في مكان بارد وجاف. يُفضّل حفظها في درجة حرارة منخفضة ومظلمة.
4. تنقية إضافية: لإزالة شوائب Fe³⁺ إن وُجدت، يمكن إضافة عامل مختزل خفيف (مثل حمض الأسكوربيك بكميات ضئيلة) قبل التبلور أو إعادة تذويب وإعادة تبلور.
6) مخاطر واحتياطات خاصة
- غاز الهيدروجين قابل للاشتعال — التفاعل يجب أن يتم بعيدًا عن أي لهب أو شرر وفي تهوية جيدة.
- حمض الكبريتيك يسبب حروقاً خطيرة؛ التعامل بحذر شديد.
- لا تفرغ النفايات الحمضية في الصرف بدون تحييد (تحييد بالماء الكالك أو بيكربونات الصوديوم تدريجياً حتى يصل pH مقبول، مع مراعاة الفقاعات والحرارة).
- إذا لم تكن لديك خبرة كيميائية أو معدات أمان مناسبة، من الأفضل عدم إجراء التجربة بنفسك — أو إجراؤها تحت إشراف مختبر مؤهل.
📊 جدول كميات جاهز للطباعة
| الهدف | كمية الحديد (غ) | حمض الكبريتيك (غ) | كمية الماء المقطر (مل تقريبًا) | الناتج النظري FeSO₄·7H₂O (غ) |
|---|---|---|---|---|
| تجربة صغيرة | 10 | 18 | 100 | 50 |
| متوسطة | 20 | 35 | 200 | 100 |
| إنتاج مخبري | 50 | 87 | 400 |
🧭 الخلاصة:
تحضير صولفات الحديدوز عملية بسيطة نسبيًا لكنها تتطلب دقة وحذرًا كبيرين.
عند تنفيذها بشكل صحيح، تحصل على مركب نقي فعّال يمكن استخدامه في ترسيب الذهب من الماء الملكي أو لأغراض كيميائية متعددة.