Véracité & équilibre d'une équation chimique H2S et Oxydes de fer

[CapFlam]

Bonjour,


Je vais cadrer très rapidement ma demande: j'étudie les techniques employées dans les systèmes de méthanisation.
Mes études sont loin, j'ai quelques notions modestes de chimie, peut être un peu vieilles et partiellement oubliés.

Maintenant ma question:
plusieurs documents indiquent que les oxydes de fer permettent de neutraliser le H₂S, j'ai donc supposé que cela était vrai.
mon but est de calculer la masse d'oxyde de fer nécessaire pour neutraliser une certaine masse de H₂S

je me suis ntéressé à cette équation: 2 Fe₂O₃ + H₂O + 6 H₂S --> 2 Fe₂S₃ + 8 H₂O
trouvée sur un site professionnel https://www.desotec.com/fr/carbonolo...iogaz-partie-1
Mais à priori, elle est "fausse", car je vois 7 atomes d'oxygène à l'état initial et 8 à l'état final

j'ai trouver dans un document amateur les équations suivantes:
Fe₂O₃ + 3 H₂S → Fe₂S₃ + 3 H2O
Fe₃O₄ + 4 H₂S → FeS + Fe₂S₃ + 4 H2O
FeO + H₂S → FeS + H2O
Celles-ci ont le mérite d'être équilibrées, pour autant décrivent-elles la réalité?
(quand on commence à douter...)


Avertissement de sécurité: le H₂S est un gaz très dangereux, on ne joue pas avec et il n'est pas question d'en fabriquer volontairement, ni d'expliquer comment en fabriquer.
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[moco]

Bonsoir,
Ta première équation est effectivement fausse, sans guillemets, car le nombre d'atomes d'oxygène n'est pas conservé. Mais elle a un autre vice de forme : elle contient des molécules H₂O des deux côtés de la flèche. Dans une équation, on ne représente que ce qui change.
L'équation numéro 2 est correcte. La numéro 3 est en principe correcte. Mais comme Fe₃O₄ est insoluble dans l'eau, elle ne doit se produire qu'en surface des grains de Fe₃O₄. Quant à la dernière équation, elle part d'un produit (FeO) qui n'existe pas. Par contre l'hydroxyde Fe(OH)₂ existe, et il réagit avec H₂S en formant FeS et H₂O

[CapFlam]

Merci pour ta réponse.

Effectivement, les "filtres" chimiques en question sont réalisés avec de la limaille de fer ou de la tournure (copeau de métal issus du travail au tour) et fonctionnent en milieu privé d'oxygène.

En ce qui concerne le FeO, selon Wikipédia, c'est une molécule très instable.

En ce qui concerne l'hydroxyde Fe(OH)₂, il se forme, lui aussi, naturellement lorsqu'on laisse rouiller du fer?
Si c'est le cas, vu la méthode que j’espérais pouvoir mettre en place, ça pourrait me compliquer les choses:
Si j'ai bien compris, cette molécule est composée de 2 atomes d'oxygène et lorsqu'elle se combine au H₂S, elle ne capture qu'un seul atome de soufre, contrairement aux autres composés qui capturent autant d'atomes de soufres que d'atomes d'oxygène qui les composent. En effet, j’espérai peser/estimer la quantité d’oxyde de fer par "déplacement d'eau" sur un volume d'air emprisonné*.

*:Je sais pas si je le dis bien. Je fais référence à la célèbre expérience qui permet de montrer la quantité d'oxygène qu'il y a dans l'air quand on fait rouiller de la limaille de fer dans une éprouvette et que le niveau d'eau monte, en calculant le volume d'oxygène absorbé, j'espérais pouvoir calculer la quantité de H₂S théoriquement absorbable.

[moco]

Bonjour,
Le fer qui s'oxyde à l'air ne forme jamais ni FeO nia Fe(OH)2, qui sont des composés au degré d'oxydation +2. Il se forme toujours un composé au degré d'oxydation +3, comme Fe2O3 ou Fe(OH)3 ou FeOOH, selon les conditions.
Pour fabriquer Fe(OH)2, il faut partir d'un composé de fer au degré d'oxydation +2, comme FeSO4 ou FeCl2, les dissoudre dans l'eau, et y ajouter une solution de soude NaOH. Cela créera un précipité vert de Fe(OH)2. Mais il ne se conserve pas longtemps au contact de l'air. Il brunit rapidement en s'oxydant, et ne se transformant en Fe2O3, ou FeOOH, ou Fe(OH)3

[A voir en vidéo sur Futura]

[CapFlam]

Bonjour,

Merci pour ta réponse (je n'ai pas reçu la notification).

Je vise la simplicité, le moins de manipulation(s) possible, les produits les plus simples et les moins dangereux possible.
Fe(OH)3 et FeOOH, je ne comprends pas bien dans quelles conditions ils se forment. Pourquoi cet atome d'hydrogène vient se coller dans la réaction d'oxydation?

[moco]

Bonsoir,
Voici les équations des réactions en question :
4 Fe + 3 O2 --> 2 Fe2O3
4 Fe + 3 O2 + 6 H2O ---> 4 Fe(OH)3
4 Fe + 3 O2 + 2 H2O ---> 4 FeOOH

[CapFlam]

Bonsoir et merci,

Effectivement, on comprends mieux avec l'équation chimique,
c'est vrai que l'humidité accélère beaucoup la rouille c'est donc logique.

Sans vouloir abuser, aurais-tu aussi les équations décrivant ce qui va se passer lorsque les hydroxydes de fer vont rencontrer l'H₂S?

[moco]

Bonjour,
Voici ces deux équations, décrivant l'attaque par H₂S des deux hydroxydes de fer :
Fe(OH)₂ + H₂S --> FeS + 2 H₂O
2 Fe(OH)₃ + 3 H₂S --> Fe₂S₃ + 6 H₂O

[CapFlam]

Merci beaucoup.

Je suppose que tu ne verras aucun inconvénient à ce que je l’intègre et que je te cite dans mon modeste document de recherche sur la méthanisation? C'est en premier lieu destiné à moi-même, mais que je pourrait éventuellement partager avec d'autres personnes intéressées

[moco]

Il n'y a rien de personnel dans ces équations, quittent du 19ème siècle. Tu peux me citer si tu veux.