Se toarnă în trei pahare Erlenmayer, A, B, C, câte 200 mL de soluție de acic clorhidric dintr-un recipient în care se află 1 L de soluție, ce conține 18,25 g de acid. Se adaugă apoi, pe rând, mase diferite de zinc în cele trei pahare şi se ataşează fiecărui pahar câte un balon. În paharul (A) s-au adăugat 6,5 g d zinc, în paharul (B) 2,6 g, iar în paharul (C) 1,625 g.
a) Explică de ce se umflă baloanele, scriind ecuația reacţiei care s produce în cele trei pahare.
b) Compară volumul baloanelor atașate celor 3 pahare şi explică utilizând calcule stoechiometrice.
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
Incerc, să vă explic:
a) În fiecare pahar cu soluția de HCl, în momentul în care Zn (care este pulbere reactiv de laborator, sau granule) ajunge în soluție, reacționează rapid cu HCl, cu producere de H₂ gaz:
Zn solid + 2HCl soluție → ZnCl₂ soluție + H₂↑ gaz
H₂ gaz iasă din soluție sub formă de bule și trece în spațiul din balon, fiindcă este mai ușor decât aerul (M aer=28,9 g/mol, M H₂=2 g/mol). Balonul se umflă, fiindcă intră un volum de hidrogen, în funcție de cantitatea stoechiometrică de HCl și Zn. H₂ intră cu presiune în balon și ocupă tot spațiul existent. Aerul în acest spațiu este foarte puțin, și nu produce o mișcare a balonului.
Baloanele umplute cu H₂ zboară, fiindcă H₂ este mai ușor decât aerul, dar sunt periculoase, pericol de explozie, dacă ajunde hidrogenul în contact cu oxigenul din aer.
b)Comparăm volumul baloanelor atașate la pahare, prin calcularea volumului de H₂ degajat din cantitățile stoechiometrice de HCl și Zn adăugat. Va trebui sa verificăm, prima dată, dacă Zn sau HCl adăugat se consumă total.
Etape de calcul
- calculăm masa de HCl din 200 mL soluție adăugată în fiecare balon, dacă se din 1L soluție cu 18,25 g HCl.
Scriem regula de trei simplă:
dacă 1000mL soluție HCl...........are 18,25 g HCl
atunci 200 mL soluție HCl......au X , g HCl
X= 200 .18,25 g/1000=3,65 g HCl
Deci, in baloanele A,B,C se introduc 3,65 g HCl, cu 200 mL soluție
- verificăm prin calcul stoechiometric, cine dintre Zn și HCl se consumă total, pentru a calcula mai departe volumul de H₂
?gZn,,, 3,65gHCl
Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂↑
Ecuația chimică indică:
1 mol Zn consumă 2 moli HCl, dar 1 mol= Masa molară
deci:
65 g Zn consumă 2 .36,5 g HCl
si 3,65 g HCl întrodus în fiecare pahar va consuma stoechiometric o cantitate de Zn:
m Zn consumat stoechiometric =
3,65 g HCl.65 g/mol Zn/ 2.36,5 g/mol HCl= 3,25 g Zn
Rezultă că:
a) în paharul A, Zn este în exces cu: 6,5-3,25 g =3,25 g
Volumul de H₂ se calculează stoechiometric cu 3,65 g de HCl
b) în paharul B, cantitatea de 2,6 g Zn este mai mică decât 3,25 g Zn pe care ar consuma 3,65 g HCl
Volumul de H₂ se calculează cu 2,6 g Zn
c) în paharul C, cantitatea de 1,625 g Zn este mai mică, decât 3,25 g Zn pe care ar consuma 3,65 g HCl.
Volumul de H₂ se calculează cu 1,625 g Zn
***
- calculăm stoechiometric volumul de H₂ (A,B,C), L, format stoechiometric de cantitățile de Zn din fiecare balon. Considerăm volumul de H₂ degajat în condiții normale de temperatură și presiune.
3,65 g HCl..........A, L H₂
Zn + 2HCl → H₂↑ + ZnCl₂
2,36,5 g/mol HCl.............22,4 L/mol H₂
A , H₂= 3,65 g HCl. 22,4 L/mol H₂/ 2.36,5g/mol=1,12 L
La fel calculăm volumele B și C de H₂ formate de cantitățile de Zn introduse în aceste baloane:
B, H₂= 2,6 g Zn . 22, 4 L/mol H₂/ 65 g/mol=0,896 L
C, H₂ = 1,625 g Zn .22,4 L/mol H₂ / 65 g/mol=0,56 L
Concluzie
balon...................balon A.............balon B.........balon C
volum (L).................1,2L..................0,896..........0,56
Sper, să vă ajute!
Explicație: