un balon cu volumul de 5 l contine hidrogen la temperstura de 30C si presiunea de 15 atm. Hidrogenul este obținut în urma reacției dintre zinc metalic pur si acid clorhidric. Se cere:
a)cantitatea de Hidrogen aflată în balon
b) calculează masa de soluție de acid clorhidric de concentrație 22% necesar pentru a obține cantitatea de Hidrogen aflată în balon.
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: O propunere!
Pct a
a 1) Indicații
Cantitatea de H₂ gaz, din balonul cu volumul de 5L, la temperatura de 30⁰C și presiunea de 15 atm se calculează cu ecuația de stare a gazelor ideale (perfecte). Hidrogenul este gaz, în aceste condiții de temperatură, presiune și volum.
p.V = (m/M) .R.T sau p.V= n. R.T
unde:
p=presiunea gazului. Este egală cu presiunea H₂ din balon=15 atm
V= volum gaz (L). Este egal cu volumul balonului, fiindcă din definiția gazului, el are volumul vasului, în care se află. Deci, V H₂ (gaz) = 5L
n = număr moli de gaz, respectiv H₂
m=masa de gaz= masa de H₂=?(g) Este necunoscuta problemei!
M= masa moleculară gaz,= M H₂= 2.A H = 2.1=2 g/mol
R=constanta universală a gazelor ideale=0,082 atm.L/ (mol.K)
T= temperatura gaz, în grade Kelvin (K).
T =t grade C + 273 = 30⁰C + 273=303 K
a2) Calcul de m H₂(g). Se introduc toate valorile numerice în locul mărimilor respective și se calculează m din ecuația obținută:
15 atm . 5 L = (m (g)/ 2 g/mol) . 0,082( atm.L/ mol.K) .303K.
15.5.2 = m.0,082.303
m= 150 / 24,846= 6,037 g H₂
R. masa de H₂ = 6,037 g nu am rotunjit la 6, am lucrat cu 3 cifre semnificative.
Pct b. Masa de soluție de HCl, de concentrație procentuală 22%, consumată pentru obținerea de 6,037 g de H₂ din balon.
În întrebare intră două necunoscute: masa dizolvată de HCl și masa de soluție de HCl.
b1)Indicație: se calculează prima dată masa de HCl care produce 6,037 g de H₂- această masă de HCl este dizolvată în masa soluției, cu C% de 22 %HCl; apoi se calculează masa soluției, fiindcă țtim acum masa dizolvată și C%.
b2) Calcule:
b2.1)masa dizolvată de HCl (md) = masa de HCl consumată stoechiometric pentru 6,037 g H₂=X (g)
masa (g): X HCl........6,037 g H₂
ecuația chimică: 2 HCl → H₂↑ + Cl₂↑ O reacție de descompunere
M (g/mol) 2. 36,5 .....2
X (g) HCL= 6,037 g.2.36,5 / 2= 220,351
M HCl = A H + A Cl = 1+35,5 = 36,5
b2.2) masa soluție de HCl (ms) =?
C% HCl= md HCl .100 / ms de HCl
22 % = 220,351g.100 % / ms
ms = 229,351 g .100/ 22=1001,593 g
R. pct B. 1001, 593 g soluție
Verificați, calculele vă rog!
Am lucrat cu 3 cifre semnificative.
Explicație: