硫黄から98%濃硫酸を作る計算方法

化学反応の計算問題として、硫黄（S）から硫酸（H₂SO₄）を生成する過程を考えた場合、どのようにして最終的に得られる硫酸の量を求めることができるのでしょうか。この記事では、1.0kgの硫黄から98%濃硫酸が何kgできるかを計算する方法を解説します。

硫酸の生成反応式

まず、硫酸の生成反応式を確認しましょう。硫黄は酸素と結びついて二酸化硫黄（SO₂）を形成し、その後、さらに酸素と反応して硫酸（H₂SO₄）を生成します。反応式は以下の通りです。

2S + 3O₂ → 2SO₃

次に、SO₃（硫酸化物）と水を反応させて硫酸が生成されます。

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

この反応を基に、必要な計算を進めていきます。

必要なモル計算

次に、モル計算を行います。まず、硫黄（S）のモル質量を求めます。硫黄の原子量は32 g/molです。したがって、1.0kg（1000g）の硫黄は以下の計算でモル数を求めることができます。

モル数 = 1000g ÷ 32g/mol = 31.25 mol

次に、この31.25モルの硫黄がどれだけの硫酸を生成するかを求めます。

反応式から生成される硫酸の量を求める

反応式から、1モルの硫黄（S）が1モルの硫酸（H₂SO₄）を生成することがわかります。したがって、31.25モルの硫黄から31.25モルの硫酸が生成されます。

硫酸のモル質量は、H（1.0 g/mol）×2 + S（32 g/mol）+ O（16 g/mol）×4 = 98 g/mol です。したがって、31.25モルの硫酸の質量は。

質量 = 31.25 mol × 98 g/mol = 3062.5g = 3.0625kg

これは、純粋な硫酸の質量です。

98%濃硫酸の質量を求める

問題では98%濃硫酸を求めていますので、生成される硫酸の質量の98%が最終的な濃硫酸の質量となります。したがって、次のように計算します。

98%濃硫酸の質量 = 3.0625kg × 0.98 = 3.0034kg

つまり、1.0kgの硫黄から98%濃硫酸として約3.003kgが生成されることがわかります。

まとめ

1.0kgの硫黄から98%濃硫酸が約3.003kg生成される計算結果が得られました。この計算は、硫黄のモル質量、反応式、そして最終的に濃硫酸の質量を求めるための基本的な化学的な計算方法に基づいています。

化学反応に関する計算は、反応式に基づいてモル数や質量を計算し、最終的な製品量を求めることが基本です。実際の実験では、さまざまな要因が影響を与えることがありますが、理論的な計算はこのように行います。