프로판 완전연소반응 생성되는 물의 양 구하는 방법

제목과 같은 문제가 있을 때 우선 탄화수소가 완전연소되면서 이산화탄소와 물이 생성되는 것을 바탕으로 화학반응식을 완성시켜야 합니다. 그런 다음 화학반응식에서 양적 관계를 정리하면 되는데요, 아래와 같이 정리해 보겠습니다.

1. 화학반응식의 기본 뼈대를 세우고 여기에 미정계수법을 적용하기 위해 임의의 계수를 붙입니다.

aC3H8(g) + bO2(g) → cCO2(g) + dH2O(l)

C : 3a = c

H : 8a = 2d

O : 2b = 2c + d

위의 방정식에서 편의를 위해 임의로 a=1로 두면 c=3, d=4, b=5가 도출이 되고, 아래와 같이 화학반응식을 완성시킬 수가 있습니다.

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l)

2. 프로판(C3H8)의 분자량을 계산하여 33g의 몰수를 구합니다. C3H8의 분자량은 12x3 + 1x8 = 44이므로, C3H8의 양(mol)은 33g x mol/44g = 0.75mol 입니다.

3. 화학반응식에서 C3H8과 H2O의 계수비가 1:4이므로 몰비 역시 1:4가 됩니다. 따라서, C3H8 0.75mol이 반응하면 물(H2O)은 0.75mol x 4 = 3mol이 생성이 됩니다.

4. 이제 H2O의 분자량을 계산하고, 몰수로부터 질량을 구하면 됩니다. H2O의 분자량은 1x2 + 16 = 18이므로 3mol x 18g/mol =54g, 따라서 생성되는 H2O의 질량은 54g입니다.

참고로, 여기서 문제는 얼마든지 변형이 될 수 있겠죠. 예를 들어서 반응하는 프로판(C3H8)의 질량을 변경하고 생성되는 기체의 몰수를 구한다거나 O2를 한계 반응물로 설정할 수도 있습니다.