단계마다 10% 손실 가정, 황 100.0 g 생성되는 황산은 몇 g
황산을 만들기 위해 세 단계의 화학 반응이 필요하다.
S + O2 → SO2
2SO2 + O2 → 2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
각 단계마다 10%의 손실이 있다고 가정하고,
출발 물질인 황 100.0 g으로부터 생성되는 황산은 몇 g인가?
H2SO4의 백분율 수득률은 얼마인가?
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S의 몰질량 = 32.07 g/mol 이므로,
100.0 g / (32.07 g/mol) = 3.118 mol S
( 계산 설명 https://ywpop.tistory.com/7738 )
S + O2 → SO2
S : SO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이고,
10% 손실을 가정하면,
3.118 mol × 0.9 = 2.806 mol SO2 생성
2SO2 + O2 → 2SO3
SO2 : SO3 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이고,
10% 손실을 가정하면,
2.806 mol × 0.9 = 2.525 mol SO3 생성
SO3 + H2O → H2SO4
SO3 : H2SO4 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이고,
10% 손실을 가정하면,
2.525 mol × 0.9 = 2.273 mol H2SO4 생성
H2SO4의 몰질량 = 98.08 g/mol 이므로,
2.273 mol × (98.08 g/mol) = 222.9 g H2SO4
각 단계마다 1 : 1 반응하므로,
10% 손실을 가정하지 않으면,
S의 몰수만큼 H2SO4가 생성되므로,
H2SO4의 몰질량 = 98.08 g/mol
3.118 mol × (98.08 g/mol) = 305.8 g H2SO4
---> 이론적 수득량
수득률 = (실제 수득량 / 이론적 수득량) × 100
= (222.9 g / 305.8 g) × 100 = 72.89%
[참고]
> 100.0 / 32.07 = 3.11817898 mol S
> 3.11817898 × 0.9 = 2.80636108 mol SO2
> 2.80636108 × 0.9 = 2.52572497 mol SO3
> 2.52572497 × 0.9 = 2.27315247 mol H2SO4
> 2.27315247 × 98.08 = 222.95079426 g H2SO4
> [222.95079426 / (3.118 × 98.08)] × 100 = 72.90%
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