Cuánto ácido sulfúrico se puede obtener a partir de 5 kg de azufre

Question

Cuánto ácido sulfúrico $(\ce{H2SO4})$ puede obtenerse a partir de 5 kg de azufre $\ce{S8}$ ?

respuesta: 15,312 kg

Para hacer 1 molécula de $\ce{H2SO4}$ necesitamos 1 átomo de S.

Ahora viene a $\ce{S8}$ . Esto nos da 8 átomos de S. así que de esto podemos obtener 8 $\ce{H2SO4}$ moléculas si tomamos 1 átomo de $\ce{S8}$ y utilizarlo para hacer $\ce{H2SO4}$ moléculas. Así que,

• 1 molécula de $\ce{S_8}$ $\ce{->}$ 8 moléculas de $\ce{H2SO4}$

• 0,019 moles de $\ce{S_8}$ $\ce{->}$ $8 \times 0.019=0.15$ moles de $\ce{H2SO4}$

Masa de la fórmula de $\ce{H2SO4} = 1(2)+32+16(4) = 98$
conocemos la fórmula
para $$\text{Number of moles} = \frac{\text{Mass}}{\text{Formula Mass}}$$

Así que desde este $\text{Mass}_\ce{H2SO4} = \text{Moles} \times \text{Formula Mass} = 0.15 \times 98=14.7$

Ahora ves que mi respuesta no coincide con la respuesta. ¿Qué he hecho mal?

Answer 1

$\ce{S6}$ , $\ce{S8}$ , $\ce{S12}$ - ¿hay alguna diferencia o es sólo un truco para hacer la pregunta más complicada de lo que es?

Lo que se sabe con certeza es:

• $M(\ce{S}) = 32.065\ \mathrm{g}\cdot \mathrm{mol}^{-1}$
• $M(\ce{H2SO4}) = 98.079\ \mathrm{g}\cdot \mathrm{mol}^{-1}$

$\frac{5000\,\mathrm{g}}{32.065\,\mathrm{g}\cdot \mathrm{mol}^{-1}} = 155.93\,\mathrm{mol}$

$155.93\,\mathrm{mol} \cdot 98.097\,\mathrm{g}\cdot \mathrm{mol}^{-1} = 15.29\,\mathrm{kg}$ que se acerca bastante a la respuesta.

Answer 2

Prefiero el análisis dimensional simple como método para llegar a la respuesta. Estoy seguro de que simplificará muchos de tus futuros cálculos.

${5 \hspace{.5mm} kg \hspace{1mm} S_8}·\frac{1000 \hspace{.5mm} g}{1 \hspace{.5mm} kg}·\frac{1\hspace{.5mm}mol\hspace{1mm}S_8}{256.528\hspace{.5mm}g\hspace{1mm}S_8}·\frac{8\hspace{.5mm}mol\hspace{1mm}H_2SO_4}{1\hspace{.5mm}mol\hspace{1mm}S_8}·\frac{98.07948\hspace{.5mm}g\hspace{1mm}H_2SO_4}{1\hspace{.5mm}mol\hspace{1mm}H_2SO_4}·\frac{1\hspace{.5mm}kg}{1000\hspace{.5mm}g}=15.2934\hspace{.5mm}kg\hspace{1mm}H_2SO_4$

La discrepancia en la respuesta se debe probablemente a que he utilizado valores muy precisos para la masa molar de los átomos utilizados en el cálculo, pero está claro que la respuesta es correcta.

Si no estás familiarizado con el análisis dimensional, el objetivo es cancelar las unidades mediante la división con fracciones. Observarás que todas las unidades de la ecuación anterior se cancelan para dejarnos con nuestra respuesta deseada, con las unidades $kg\hspace{1mm}H_2SO_4$ .