فيديو السؤال: توصيف استخدام الحجر الجيري في الفرن العالي الكيمياء

‏نسخة الفيديو النصية

ما الغرض من إضافة الحجر الجيري إلى الفرن العالي؟ (أ) يتفكك الحجر الجيري، وتعمل نواتج هذا التفاعل على تحويل الشوائب إلى خبث. (ب) يتفكك الحجر الجيري (تفاعل طارد للحرارة)، وهو ما يؤدي إلى تسخين الفرن. (ج) يعمل الحجر الجيري على اختزال خام الحديد إلى الحديد. (د) يساهم الحجر الجيري في المردود الكلي نظرًا لاحتوائه على شوائب فلز الحديد. (هـ) يوفر الحجر الجيري مصدرًا للأكسجين اللازم للتفاعل مع فحم الكوك.

يمكن استخدام الفرن العالي لاستخلاص الحديد من خاماته. وتضاف مكونات أخرى غير الخام إلى الفرن لاستخلاص الحديد. وأحد هذه المكونات الرئيسية هو الحجر الجيري، الذي يتكون في الأساس من كربونات الكالسيوم ‪CaCO3‬‏. وتتسبب الحرارة الناتجة عن الفرن العالي في تحلل كربونات الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون. ويمكن أن يتفاعل أكسيد الكالسيوم مع الشوائب الرملية في خام الحديد، التي تتكون في الأساس من ثاني أكسيد السليكون. وينتج عن هذا التفاعل سليكات الكالسيوم. وهي تشكل غالبية الناتج الثانوي الذي يعرف باسم الخبث. إذن، الحجر الجيري الذي يتكون من كربونات الكالسيوم يتفكك، ويحول ناتج هذا التفاعل الشوائب، مثل الرمل، إلى خبث.

وعليه، يبدو أن الخيار (أ)، يتفكك الحجر الجيري، وتعمل نواتج هذا التفاعل على تحويل الشوائب إلى خبث، هو الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال. ولكن، للتأكد من ذلك، دعونا نلق نظرة على الخيارات من (ب) إلى (هـ). الخيار (ب) هو يتفكك الحجر الجيري (تفاعل طارد للحرارة)، وهو ما يؤدي إلى تسخين الفرن. ولكن، غالبًا ما يكون التفكك تفاعلًا ماصًّا للحرارة، وليس تفاعلًا طاردًا للحرارة. إذن، الخيار (ب) ليس الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال. الخيار (ج) هو يعمل الحجر الجيري على اختزال خام الحديد إلى الحديد. في الفرن العالي، يختزل خام الحديد إلى الحديد بواسطة أول أكسيد الكربون، لا الحجر الجيري. إذن، الخيار (ج) لا يمكن أن يكون الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال أيضًا.

الخيار (د) هو يساهم الحجر الجيري في المردود الكلي نظرًا لاحتوائه على شوائب فلز الحديد. الحجر الجيري أحد صور كربونات الكالسيوم ولا يحتوي على الحديد. وعليه، فإن الخيار (د) لا يمكن أن يكون الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال. الخيار (هـ) هو يوفر الحجر الجيري مصدرًا للأكسجين اللازم للتفاعل مع فحم الكوك. ينتج الحجر الجيري أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون عند تفككه. إذن، تكون ذرات الأكسجين مرتبطة بذرات الكالسيوم والكربون. وعليه، فهي ليست حرة لتتفاعل مع فحم الكوك. ومن ثم، لا يمكن أن يكون الخيار (هـ) هو الإجابة الصحيحة عن هذا السؤال.

إذن، الإجابة الصحيحة عن السؤال «ما الغرض من إضافة الحجر الجيري إلى الفرن العالي؟» هي الخيار (أ). يتفكك الحجر الجيري، وتعمل نواتج هذا التفاعل على تحويل الشوائب إلى خبث.