게시판 > 질답게시판 > 화학반응식에 따른 파우더 생성량 계산에 관한 질문입니다.

스테파노 Stefano

07-07-27 22:24

(1) 답을 구하기 이전에 문제가 명확히 설명되어있지 않습니다.
계산한 식으로부터 문제를 거꾸로 추정하면 다음과 같습니다.
"표준상태에서의 부피로 DCS가스 2L로부터 얻을 수 있는 SiO2의 무게는 얼마인가?" .......(1)

(2) 계산 결과는 맞지만 (1)번 문제의 풀이 방법을 다음 순서로 해보세요. 직관적이며 이해하기 쉽습니다.

i) 반응식: SiH2Cl2 + CH4 + 3O2 → SiO2 + CO2 + 2H2O + 2HCl .........................(2)
ii) SiH2Cl2 1몰로부터 얻을 수 있는 SiO2 몰수 = (생성 SiO2 몰수, 1 mole-SiO2)/(원료 SiH2Cl2 몰수, 1 mole-SiH2Cl2)
= 1 mole SiO2/mole SiH2Cl2.........................................................................(3)
iii) 표준상태 부피로 2L에 해당하는 SiH2Cl2의 몰수 = (표준상태부피 2 Nℓ-SiH2Cl2)/(22.414 Nℓ/g-mole) = 0.08923 g-mole SiH2Cl2......................................................................................................(4)
iv) SiH2Cl2 0.08923 g-mole로부터 얻을 수 있는 SiO2의 양 = (3)식*(4)식 = 0.08923 g-mole SiO2
v) 얻어진 SiO2의 질량 = (SiO2 생성 몰수) * (SiO2분자량) = 0.08923 g-mole-SiO2 * (60.0843 g/g-mole-SiO2
= 5.3613 g-SiO2

(3) T', P'에서의 부피 V'를 표준상태 T,P에서의 부피 V로 환산하는 방법

(V*P/T) = (V'*P'/T') = n*R ..........................(5)
=> V= (V'*P'/T')*(P/T)

(4) 비 표준상태에서의 온도 압력 부피로부터 가스의 몰 수 구하기
위의 (5) 식을 고쳐써서 n에 대해 풀면
(V*P/T) = (V'*P'/T') = n*R --> n = (V'P'/T')/R.............(6)

질문의 경우 n = 2 Nℓ * (10332 - 70) / (273+30) /R..................(6a)

이 때의 R값은 다음 관계식으로부터 구할 수 있습니다.
0℃(=273.15K), 1기압(10332 mmH2O), 1 g-몰의 부피 22.4 Nℓ로부터:
위의 (6)식을 고쳐서 R에 대해 풀면
R = (V*P/T)/n ...................................................................(6b)
= (22.414) Nℓ*(10332)mmH2O/(273.15)K/1g-mole
여기서 구한 R 값을 (6a) 식에 넣어주면 n(=가스의 g-몰수를 구할 수 있습니다.

(5) 참고 자료는 일반화학 기초부분 가스의 성질 부분 등을 찾아보면 될 것입니다.

(1) 답을 구하기 이전에 문제가 명확히 설명되어있지 않습니다.
계산한 식으로부터 문제를 거꾸로 추정하면 다음과 같습니다. 
"표준상태에서의 부피로 DCS가스 2L로부터 얻을 수 있는 SiO2의 무게는 얼마인가?" .......(1)

(2) 계산 결과는 맞지만 (1)번 문제의 풀이 방법을 다음 순서로 해보세요. 직관적이며 이해하기 쉽습니다.
     
     i) 반응식:  SiH2Cl2 + CH4 + 3O2  →  SiO2 + CO2 + 2H2O + 2HCl .........................(2)
     ii) SiH2Cl2 1몰로부터 얻을 수 있는 SiO2 몰수 =  (생성 SiO2 몰수, 1 mole-SiO2)/(원료 SiH2Cl2 몰수, 1 mole-SiH2Cl2)
        = 1 mole SiO2/mole SiH2Cl2.........................................................................(3)
     iii) 표준상태 부피로 2L에 해당하는 SiH2Cl2의 몰수 = (표준상태부피 2 Nℓ-SiH2Cl2)/(22.414 Nℓ/g-mole) = 0.08923 g-mole SiH2Cl2......................................................................................................(4)
     iv) SiH2Cl2 0.08923 g-mole로부터 얻을 수 있는 SiO2의 양 = (3)식*(4)식 = 0.08923 g-mole SiO2 
     v) 얻어진 SiO2의 질량 = (SiO2 생성 몰수) * (SiO2분자량) = 0.08923 g-mole-SiO2 * (60.0843 g/g-mole-SiO2
        = 5.3613 g-SiO2

(3) T', P'에서의  부피 V'를  표준상태 T,P에서의 부피 V로 환산하는 방법

(V*P/T) = (V'*P'/T') = n*R     ..........................(5)
                 => V= (V'*P'/T')*(P/T)

(4) 비 표준상태에서의 온도 압력 부피로부터 가스의 몰 수 구하기
     위의 (5) 식을 고쳐써서  n에 대해 풀면
     (V*P/T) = (V'*P'/T') = n*R  -->          n = (V'P'/T')/R.............(6)
 
     질문의 경우 n = 2 Nℓ * (10332 - 70) / (273+30) /R..................(6a)

이 때의 R값은 다음 관계식으로부터 구할 수 있습니다. 
     0℃(=273.15K), 1기압(10332 mmH2O), 1 g-몰의 부피 22.4 Nℓ로부터:  
     위의 (6)식을 고쳐서 R에 대해 풀면   
     R = (V*P/T)/n  ...................................................................(6b)
        = (22.414) Nℓ*(10332)mmH2O/(273.15)K/1g-mole 
     여기서 구한 R 값을 (6a) 식에 넣어주면 n(=가스의 g-몰수를 구할 수 있습니다.  
            
(5) 참고 자료는 일반화학 기초부분 가스의 성질 부분 등을 찾아보면 될 것입니다.