Claus-prosessissa vapautuu alkuainerikkiä, joka esiintyy 8 atomin muodostamina renkaina. Prosessi on esitetty kahden reaktion A ja B avulla.
Reaktioyhtälöiden tasapainottaminen
Tasapainottamista ei tietenkään travinnut sisällyttää vastauskseen, vain tuloksena saadut reaktioyhtälöt ja laskut.
| A | Reaktioyhtälön A oikealla puolella on kolme O-atomia. Vasemmalla puolella tarvittaisiin siis 1,5 O2-molekyyliä. Koska reaktioyhtälön kertoimina käytetään kokonaislukuja, merkitään 3 O2-molekyyliä. Tällöin oikealle puolella tulee molempien yhdisteiden kertoimeksi 2. Jotta SO2-molekyylejä saataisiin 2, on vasemmalle merkittävä 2 H2:n kertoimeksi. | |
| A | 2 H2S(g) + 3 O2(g) → 2 SO2(g) + 2 H2O(l) | |
| B | Reaktiossa B rikkiä vapautuu sekä H2S:stä että SO2:sta. Happea saadaan vain SO2:sta. | |
| B | Tasapainotetaan aluksi hapen ja vedyn
määrä. Koska SO2:ssa on kaksi O-atomia,
vesimolekyylejä syntyy vähintään 2, mihin kuluu 4 H-atomia.
S8-molekyylejä on koossa tällöin vasta
3/8. Kerrotaan reaktioyhtälön molemmat puolet 8:lla ja saadaan tasapainotettu reaktioyhtälö B. |
|
| B | 16 H2S(g) + 8 SO2(g) → 3 S8(s) + 16 H2O(l) | |
Kokonaisprosessia kuvaava reaktioyhtälö saadaan laskemalla reaktioyhtälöt A ja B yhteen siten, että SO2 eliminoituu (yhdistettä sekä syntyy että häviää prosessissa). Yhtälö A kerrotaan 4:llä. Yhtälön A + B kertoimet ovat 3:lla jaollisia, joten jaetaan yhtälön molemmat puolet 3:lla.
| A | 2 H2S(g) + 3 O2(g) → 2 SO2(g) + 2 H2O(l) | × 4 |
| B | 16 H2S(g) + 8 SO2(g) → 3 S8(s) + 16 H2O(l) | |
| 4 A | 8 H2S(g) + 12 O2(g) → 8 SO2(g) + 8 H2O(l) | |
| B | 16 H2S(g) + 8 SO2(g) → 3 S8(s) + 16 H2O(l) | |
| A + B | 24 H2S(g) + 12 O2(g) → 3 S8(s) + 24 H2O(l) | : 3 |
| A + B | 8 H2S(g) + 4 O2(g)→S8(s) + 8 H2O(l) | |
Viimeisen reaktioyhtälön perusteella saadaan
n(O2) = 4 · n(S8) = 4
· m(S8) : M(S8) = 4
· 3,87 g : (8 · 32 g/mol)
V(O2) = n(O2) ·
Vm = [4 · 3,87 g : (8 · 32
g/mol)] · 22,4 dm3/mol = 1,35
dm3
