【سؤال يومي】 الاختبار متعدد الخيارات بتاريخ 11.16: عندما يتلامى كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث ( )

عند تعرض كبريتيد الحديد للهواء، يحدث ما يلي: (ب) أ: انفجار، ب: احتراق، ج: تفاعل أكسدة، د: تفاعل اختزال

يتفاعل كبريتيد الحديد مع الهواء تفاعلاً أكسديًا، وإذا وجدت مواد قابلة للاشتعال، فإن تراكم الحرارة إلى درجة معينة يؤدي إلى الاشتعال التلقائي.

أسئلة الاختيار من متعدد: عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث (B)
أ: انفجار
ب: احتراق
ج: تفاعل أكسدة
د: تفاعل اختزال

أسباب تكوّن كبريتيد الحديد وآلية احتراقه التلقائي
أسباب تكوّن كبريتيد الحديد:
(1) تتكون مركبات كبريتيد الحديد نتيجة التفاعلات الكهروكيميائية.
أكثر من 80% من الكبريت الموجود في النفط الخام يتركز في الزيت الثقيل تحت الضغط الجوي؛ وتتميز هذه المركبات الكبريتية بتركيبها المعقد، ففي ظروف درجات الحرارة العالية وخاصةً تحت تأثير المحفزات، فإنها تتحل بسهولة لتشكل كبريتيد الهيدروجين وجزيئات الكحول الكبريتي الصغيرة. عند وجود الماء، فإن كبريتيد الهيدروجين والثيولات لهما تأثير تآكلي واضح على الأجهزة المصنوعة من الحديد. وتتم العملية الكيميائية كالتالي:
H2S = H+ + HS−
HS− = H+ + S2−
هذه عملية تآكل كهروكيميائي:
الرد فعل عند الأنود: Fe → Fe2+ + 2e−
الرد فعل عند الكاثود: 2H+ + 2e− → H2 (الذي يتغلغل في الفولاذ)
يتفاعل Fe2+ مع S2− وHS− كالتالي:
Fe2+ + S2− = FeS↓
Fe2+ + HS− = FeS↓ + H+
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للكبريت أن يتفاعل مباشرة مع الحديد لتكوين كبريتيد الحديد:
Fe + S = FeS↓
يكون هيكل كبريتيد الحديد الناتج غير متجانس، ويترسب بشكل متساوٍ على الجدران الداخلية للأجهزة والأنابيب. 　　(2) تتكون كبريتيد الحديد نتيجة تفاعلات التآكل الجوي
نظرًا لتوقف التشغيل لفترة طويلة، فإن مكونات المعدات تظل معرضة للهواء لفترة طويلة، مما يؤدي إلى التآكل الجوي وتكوّن الصدأ. نظرًا لصعوبة إزالة الصدأ بشكل كامل، فإنه يتفاعل مع كبريتيد الهيدروجين أثناء عملية الإنتاج لتكوين كبريتيد الحديد. 　　التفاعلات كالتالي:
Fe + O2 + H2O → Fe2O3•H2O
Fe2O3•H2O + H2S → FeS↓ + H2O

هذا التفاعل يحدث بسهولة؛ وبما أن الأجهزة تظل غير مستخدمة لفترات طويلة، فإنها تصبح أكثر عرضة لتكوين كبريتيد الحديد. 　آلية وظواهر احتراق كبريتيد الحديد ذاتيًا
(1) آلية احتراق كبريتيد الحديد ذاتيًا
عند تعرض كبريتيد الحديد وغيره من كبريتيدات الحديد للحرارة أو الضوء في الهواء، تحدث التفاعلات التالية:
FeS + 3/2 O₂ = FeO + SO₂ + 49 كيلوجول
2FeO + 1/2 O₂ = Fe₂O₃ + 271 كيلوجول
FeS₂ + O₂ = FeS + SO₂ + 222 كيلوجول
Fe₂S₃ + 3/2 O₂ = Fe₂O₃ + 3S + 586 كيلوجول
(2) ظواهر احتراق كبريتيد الحديد ذاتيًا
في عملية احتراق كبريتيد الحديد ذاتيًا، إذا لم يكن هناك مواد قابلة للاشتعال لتدعم هذه العملية، فإنه ينتج غاز SO₂ الأبيض اللون؛ وغالبًا ما يُخلط بين هذا الغاز وبخار الماء، كما أن له رائحة مزعجة ； وفي الوقت نفسه، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة. عند وجود مواد قابلة للاشتعال أخرى في البيئة المحيطة (مثل الزيوت)، فإن ذلك يؤدي إلى انبعاث دخان كثيف ويتسبب في حرائق وانفجارات. 　عوامل تأثير سرعة تكوين كبريتيد الحديد
من آلية تكوين كبريتيد الحديد، يتضح أن عملية تكوينه في الإنتاج اليومي هي عبارة عن عملية تآكل كيميائي يخضع لها الحديد تحت تأثير الكبريتيدات النشطة. لذلك، فإن التحكم في تفاعلات التآكل الكيميائي هو الوسيلة الرئيسية للحد من تكوين كبريتيد الحديد. طالما تمكنا من تحديد الأجزاء في وحدات الإنتاج التي تتعرض للتآكل الكبريتي، واتخاذ تدابير فعالة بناءً على خصائص كل جزء، فإنه يمكننا تقليل كمية كبريتيد الحديد المتكون، وبالتالي تجنب حدوث حوادث اشتعال كبريتيد الحديد ذاتيًا من الأساس. من بين العوامل التي تؤثر على سرعة حدوث هذا التفاعل التأكسدي الكهروكيميائي، نجد مستوى الكبريت في المنتجات النفطية، ودرجة الحرارة، بالإضافة إلى وجود الماء وأيونات Cl-.

عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث ( B C) أ: انفجار ب: احتراق ج: تفاعل أكسدة د: تفاعل اختزال

تفاعل الأكسدة بالكربون؛ إذا تراكم الكثير من كبريتيد الحديد، فإنه قد يشتعل تلقائيًا

عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث (احتراق C)

عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، فإنه يحدث (B C)

أسئلة الاختيار من متعدد: عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث (ب)

أسئلة الاختيار من متعدد: عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث (ج) أ: انفجار ب: احتراق ج: تفاعل أكسدة د: تفاعل اختزال

عند تعرض كبريتيد الحديد للهواء، يحدث (ب: احتراق، ج: تفاعل أكسدة).

عندما يتلامس كبريتيد الحديد مع الهواء، يحدث (BC)

ب: الاحتراق ج: التفاعل الأكسدةي. . . . . . . . . . . . . . .