단계마다 10% 손실 가정, 황 100.0 g 생성되는 황산은 몇 g

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%