Question

Pentru a obține hidrogen în laborator, în aparatul Kipp s-au introdus 250 g de soluție de H2SO4 și

zinc. Volumul de hidrogen colectat după ce întreaga cantitate de acid s-a consumat, măsurat la

27°C și presiune de 1 atm., a fost de 6,15 L.

Calculează concentrația procentuală a acidului folosit

ca reactant.​

Answer 1

Răspuns:

Calcule:

a) numărul de moli de H₂ din 6,15 L H₂, măsurat la 1 atm și 27 grade C=?

p.V = n.R.T

n = p.V/R.T,  

R=0,082 atm.L/mol K

T=273 K +27 =300 K

n=1atm. 6,15L/ 0,082(atm.L/mol.K) . 300K=0,25 moli H₂

n moli=0,25 moli H2 gaz

b) calculăm masa de H₂SO₄, care este  md și produce în reacția cu Zn, 0,25 moli H₂ astfel:

m H₂SO₄= n moli H₂SO₄ calculați (X). M H₂SO₄ (g/mol)

M H₂SO₄=98 g/mol

Xmoli.................................0,25 moli H₂

H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄  + H₂ gaz

1mol H₂SO₄.......................1mol H₂

X moli = 1.0,25/1=0,25 moli H₂SO₄

md = 0,25 moli.98 g/mol=24,5 g H₂SO₄

c) Concentrația, C%=? Se calculează cu relația de la explicații, unde introducem valorile pentru md, ms:

C% = 24,5g.100%/250 g=9,8 %

R: 9,8 % concentrație procentuală acid

Verificați, ambele variante!

Explicație:

Deducerea calculului de C% H₂SO₄, cu ms=250 g , care reacționează cu Zn

Concentrația procentuală a soluție de H₂SO₄, C%, cu masa soluției, ms=250 g se calculează cu relația matematică:

C% H₂SO₄ necunoscuta din enunț= md H₂SO₄ .100/ ms=md ,g. 100/250 g

unde, md= masa dizolvată de H₂SO₄, nu o știm!

Dar, masa dizolvată de H₂SO₄ în 250 g de soluție este = cu masa de H₂SO₄, care reacționează cu Zn și produce 6,15L de H₂, măsurați la 27 grade C și 1 atm.

Rezultă că această masă, se poate afla cu ajutorul calcului stoechiometric aplicat la ecuația reacției chimice:

H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄  + H₂ gaz

1mol                             1mol H₂ sau 22,4 L condiții normale de presiune și

                                                                            temperatură

În calculul stoechiometric intră, numai masele de substanțe pure și volumul de gaz, măsurat în condiții normale.

Deci va trebui să calculăm:

- fie, ce volum are în condiții normale 6,15 L de  H₂ , p=1 atm, t=27 grade C;

-fie, numărul de moli de H₂, cu ecuația de stare a gazelor ideale

După ce avem una din aceste mărimi, putem calcula md și apoi C% de H₂SO₄!!!