90% yield, 496 g Ag, 80.0 g H2S, excess O2, Ag2S

90% yield, 496 g Ag, 80.0 g H2S, excess O2, Ag2S

90% 수득률로, 496 g Ag, 80.0 g H2S, 과량 O2 반응시키면,

Ag2S는 몇 g 생성되는가?

Ag + H2S + O2 → Ag2S + H2O (불균형 반응식)

은 제품의 변색인 황화 은은

은 금속과 황화 수소(H2S)의 반응으로 만들어진다.

불균형 반응식은 다음과 같다.

Ag + H2S + O2 → Ag2S + H2O (불균형 반응식)

반응이 Ag2S를 의도적으로 만들기 위해 이용된다면,

90%의 수득률로 일어나는 경우,

496 g의 Ag, 80.0 g의 H2S, 과량의 O2로부터

몇 그램의 Ag2S가 형성되는가?

a) 525 g

b) 1139 g

c) 583 g

d) 1025 g

Silver sulfide, the tarnish on silverware, comes from the reaction of silver metal with hydrogen sulfide (H2S).

The unbalanced equation is: 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

If the reaction was used intentionally to prepare Ag2S, how many grams would be formed from 496 g of Ag, 80.0 g of H2S, and excess O2 if the reaction takes place in 90% yield?

균형 반응식

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

( Ag is a reducing agent, O2 is an oxidizing agent. )

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2024/09/redox-ag-h2s-o2-ag2s-h2o.html )

Ag의 몰질량 = 107.87 g/mol 이므로,

496 g Ag의 몰수를 계산하면,

496 g / (107.87 g/mol)

= 4.598 mol Ag

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

H2S의 몰질량 = 34.08 g/mol 이므로,

80.0 / 34.08

= 2.347 mol H2S

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

Ag : H2S = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

4.598 mol Ag와 반응하는 H2S의 몰수를 계산하면,

Ag : H2S = 2 : 1 = 4.598 mol : ? mol

? = 4.598 / 2

= 2.299 mol H2S

---> H2S는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> H2S = 과잉 반응물, Ag = 한계 반응물.

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

( 참고: 비싼 Ag를 한계 반응물로 사용하는 것은 당연하다. )

생성물의 양은 한계 반응물의 양에 의해 결정되고,

Ag : Ag2S = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

4.598 mol Ag 반응 시,

생성되는 Ag2S의 몰수를 계산하면,

Ag : Ag2S = 2 : 1 = 4.598 mol : ? mol

? = 4.598 / 2

= 2.299 mol Ag2S

Ag2S의 몰질량 = 247.80 g/mol 이므로,

2.299 mol × (247.80 g/mol)

= 569.69 g Ag2S

---> 100% 수득률 (이론적 수득량)

---> 한계 반응물이 화학량론적으로 100% 반응했을 때 수득량

( 참고 https://ywpop.tistory.com/61 )

근데,

90% 수득률이므로,

569.69 g × (90/100)

= 512.72 g Ag2S

답: 513 g

[검산]

수득률(%) = (512.72 g / 569.69 g) × 100

= 89.9998% ≒ 90%

[키워드] 한계 반응물 기준, Ag2S 496 g Ag 80.0 g H2S excess O2 90% yield