한계반응물. 45.00 g of SiCl4 are treated with 45.00 mL of H2O

한계반응물. 45.00 g of SiCl4 are treated with 45.00 mL of H2O

 

 

When solid silicon tetrachloride reacts with water, solid silicon dioxide and hydrogen chloride gas are formed.

(a) Write a balanced equation for the reaction.

(b) In an experiment, 45.00 g of silicon tetrachloride are treated with 45.00 mL of water(d = 1.00 g/mL). What is the theoretical yield of HCl (in grams)?

(c) When the reaction is complete, 17.8 L of HCl gas(d = 1.49 g/L at the conditions of the experiment) are obtained. What is the percent yield?

(d) How much of the reactant in excess is unused?

 

 

고체인 사염화 규소는 물과 반응하여 고체인 이산화 규소와 염화 수소 기체가 생성된다.

(a) 이 반응에 대한 균형 맞춘 반응식을 써라.

(b) 한 실험에서, 45.00 g의 사염화 규소를 45.00 mL의 물(d = 1.00 g/mL)과 반응시켰다. 이론적인 수득량은 몇 그램인가?

(c) 반응이 완전히 끝났을 때, 17.8 L의 HCl 기체(반응의 조건에서 d = 1.49 g/L)가 얻어졌다. 퍼센트 수득량은 얼마인가?

(d) 사용되지 않고 남아 있는 과량의 반응물은 몇 그램인가?

 

 

 

불균형 반응식

SiCl4 + H2O → SiO2 + HCl

SiCl4(s) + H2O(l) → SiO2(s) + HCl(g)

 

 

 

(a) 균형 맞춘 반응식. balanced equation

SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl

SiCl4(s) + 2H2O(l) → SiO2(s) + 4HCl(g)

 

 

 

각 반응물의 몰수를 계산하면,

 

SiCl4의 몰질량 = 169.90 g/mol 이므로,

45.00 g / (169.90 g/mol) = 0.264862 mol SiCl4

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

H2O의 몰질량 = 18.02 g/mol 이므로,

45.00 g / (18.02 g/mol) = 2.497225 mol H2O

 

 

 

SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl

 

SiCl4 : H2O = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.264862 mol SiCl4와 반응하는 H2O의 몰수를 계산하면,

SiCl4 : H2O = 1 : 2 = 0.264862 mol : ? mol

 

? = 2 × 0.264862 = 0.529724 mol H2O

---> H2O는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> H2O = 과잉 반응물, SiCl4 = 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

300x250

 

 

생성물의 양은 한계 반응물의 양에 의해 결정되고,

SiCl4 : HCl = 1 : 4 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.264862 mol SiCl4 반응 시 생성되는 HCl의 몰수를 계산하면,

SiCl4 : HCl = 1 : 4 = 0.264862 mol : ? mol

 

? = 4 × 0.264862 = 1.059448 mol HCl

 

 

 

HCl의 몰질량 = 36.46 g/mol 이므로,

1.059448 mol × (36.46 g/mol)

= 38.63 g HCl

---> (b) theoretical yield of HCl

 

 

 

17.8 L × (1.49 g/L) = 26.5 g HCl

---> 실제 수득량

 

 

 

(26.5 g / 38.63 g) × 100

= 68.6%

---> (c) percent yield

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

 

 

 

(2.497225 – 0.529724 mol) × (18.02 g/mol)

= 35.45 g H2O

---> (d) reactant in excess is unused

 

 

 

 

[키워드] SiCl4 + H2O → SiO2 + HCl 반응 기준, SiCl4 + 2H2O → SiO2 + 4HCl 반응 기준

 

[FAQ] [①24/10/08]