V2O5 1.54×10^3 g을 Ca 1.96×10^3 g과 반응

V2O5 1.54×10^3 g을 Ca 1.96×10^3 g과 반응

 

 

어떤 공정에서 V2O5 1.54×10^3 g을 Ca 1.96×10^3 g과 반응시켰다.

5Ca + V2O5 → 5CaO + 2V

a) V의 이론적 수득률을 구하시오.

b) V 803 g을 얻었다면 수득 백분율은 얼마인가?

 

 

Industrially, vanadium metal, which is used in steel alloys, can be obtained by reacting vanadium(V) oxide with calcium at high temperatures:

5Ca + V2O5 → 5CaO + 2V

In one process, 1.54×10^3 g of V2O5 react with 1.96×10^3 g of Ca.

a) Calculate the theoretical yield of V.

b) Calculate the percent yield if 803 g of V are obtained.

 

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> V2O5의 몰질량 = 181.88 g/mol

> Ca의 몰질량 = 40.08 g/mol

> V의 몰질량 = 50.94 g/mol

 

 

 

V2O5 1.54×10^3 g의 몰수

= (1.54×10^3 g) / (181.88 g/mol) = 8.47 mol V2O5

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

Ca 1.96×10^3 g의 몰수

= (1.96×10^3) / 40.08 = 48.9 mol Ca

 

 

 

Ca : V2O5 = 5 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

8.47 mol V2O5와 반응하는 Ca의 몰수를 계산하면,

Ca : V2O5 = 5 : 1 = ? mol : 8.47 mol

? = 5 × 8.47 = 42.4 mol Ca

---> Ca는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다.

---> Ca는 과잉 반응물.

---> 따라서 V2O5가 한계 반응물.

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

 

 

 

V2O5 : V = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

8.47 mol V2O5 반응 시 생성되는 V의 몰수를 계산하면,

V2O5 : V = 1 : 2 = 8.47 mol : ? mol

? = 2 × 8.47 = 16.9 mol V

 

 

 

V의 몰질량 = 50.94 g/mol 이므로,

16.9 mol × (50.94 g/mol) = 861 g V

---> theoretical yield of V

 

 

 

[참고] V의 질량을 한 번에 계산하면,

(1.54×10^3 g) / (181.88 g/mol) × 2 × (50.94 g/mol)

= 863 g V

 

 

 

(803 g / 861 g) × 100 = 93.3%

(803 g / 863 g) × 100 = 93.0%

---> percent yield

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

 

 

 

 

[키워드] V2O5 1.54×10^3 g CaO 1.96×10^3 g V 803 g % yield, V2O5 154×10^3 g CaO 196×10^3 g V 803 g % yield, V2O5 기준문서