step 10% loss S 100.0 g H2SO4 mass percent yield

step 10% loss S 100.0 g H2SO4 mass percent yield

 

 

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?

 

 

Starting with 100.0 g of sulfur,

how many grams of sulfuric acid will be formed,

assuming a 10% loss in each step?

What is the percent yield of H2SO4?

 

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▶ 1단계: S + O2 → SO2

S : SO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

가령, 1 mol S 반응하면, 1 mol SO2 생성.

단, 이때 10% 손실되므로,

1 mol × (90/100) = 0.9 mol SO2 생성.

 

 

 

▶ 2단계: 2SO2 + O2 → 2SO3

SO2 : SO3 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.9 mol SO2 반응하면, 0.9 mol SO3 생성.

단, 이때 10% 손실되므로,

0.9 mol × (90/100) = 0.81 mol SO3 생성.

 

 

 

▶ 3단계: SO3 + H2O → H2SO4

SO3 : H2SO4 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.81 mol SO3 반응하면, 0.81 mol H2SO4 생성.

단, 이때 10% 손실되므로,

0.81 mol × (90/100) = 0.729 mol H2SO4 생성.

 

 

 

▶ 3단계 반응 결과,

1 mol S 반응하면, 0.729 mol H2SO4 생성.

---> S : H2SO4 = 1 mol : 0.729 mol

 

 

 

S의 몰질량 = 32.07 g/mol 이므로,

100.0 g S의 몰수

= 100.0 g / (32.07 g/mol) = 3.118 mol S

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

S : H2SO4 = 1 mol : 0.729 mol = 3.118 mol : ? mol

 

? = 0.729 × 3.118 = 2.273 mol H2SO4

---> 3.118 mol S 반응하면, 2.273 mol H2SO4 생성.

 

 

 

H2SO4의 몰질량 = 98.08 g/mol 이므로,

2.273 mol × (98.08 g/mol) = 223 g H2SO4

 

 

 

손실이 없다면, 3단계 모두,

반응물 : 생성물 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

1 mol S 반응하면, 1 mol H2SO4 생성.

---> 이론적 수득량

 

 

 

수득률 = (0.729 mol / 1 mol) × 100 = 72.9%

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

 

또는

수득률 = (2.273 mol / 3.118 mol) × 100 = 72.9%