При обжиге сульфида цинка (ZnS) происходит его превращение в оксид цинка (ZnO) с выделением серы в виде диоксида серы (SO₂). Реакция можно записать следующим образом:
\[ 2 \, ZnS + 3 \, O_2 \rightarrow 2 \, ZnO + 2 \, SO_2 \]
Для нахождения выхода продукта реакции рассмотрим, сколько оксида цинка мы получаем из 1 кг сульфида цинка.
Молярная масса веществ:
Молярная масса \( ZnS \) (сульфид цинка):
- Zn (цинк) = 65 г/моль
- S (сера) = 32 г/моль
- ММ \( ZnS = 65 + 32 = 97 \, \text{г/моль} \)
Молярная масса \( ZnO \) (оксид цинка):
- Zn (цинк) = 65 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль
- ММ \( ZnO = 65 + 16 = 81 \, \text{г/моль} \)
Количество моль сульфида цинка: \[ n_{ZnS} = \frac{m_{ZnS}}{M_{ZnS}} = \frac{1000 \, \text{г}}{97 \, \text{г/моль}} \approx 10.31 \, \text{моль} \]
Из уравнения реакции видно, что на 2 моль \( ZnS \) получается 2 моль \( ZnO \). Следовательно, количество моль оксида цинка, который образуется, равно количеству моль сульфида цинка:
\[ n_{ZnO} = n_{ZnS} \approx 10.31 \, \text{моль} \]
Масса оксида цинка: \[ m_{ZnO} = n_{ZnO} \cdot M_{ZnO} = 10.31 \, \text{моль} \cdot 81 \, \text{г/моль} \approx 835.11 \, \text{г} \]
Выход продукта реакции определяется как отношение массы полученного продукта к максимально возможной массе, умноженное на 100%: \[ \text{Выход} = \left( \frac{m_{полученного}}{m_{максимально возможного}} \right) \times 100\% \]
Подставим известные значения: \[ \text{Выход} = \left( \frac{735 \, \text{г}}{835.11 \, \text{г}} \right) \times 100\% \approx 88.1\% \]
Таким образом, выход оксида цинка в результате реакции составляет примерно 88.1%.
