Ποιος όγκος αερίου υδρογόνου παράγεται με χλωρίνη 40cm3 με υδρογόνο;

Λύση

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη στοιχειομετρία για να προσδιορίσουμε τον όγκο του παραγόμενου όγκου υδρογόνου.

Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ χλωρίου και υδρογόνου είναι:

CL2 (g) + H2 (g) → 2HCL (g)

Από την εξίσωση, μπορούμε να δούμε ότι 1 mole του αέριο χλωρίου αντιδρά με 1 mole του αερίου υδρογόνου για να παράγει 2 γραμμομονείς αερίου χλωριούχου υδρογόνου.

Μας δίνεται ότι χρησιμοποιείται 40 cm3 αερίου χλωρίου. Μπορούμε να μετατρέψουμε αυτό σε moles χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο για το αέριο:

PV =NRT

Όπου p είναι η πίεση, V είναι ο όγκος, n είναι ο αριθμός των moles, r είναι η ιδανική σταθερά αερίου, και t είναι η θερμοκρασία.

Υποθέτοντας την τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), έχουμε:

P =1 atm

V =40 cm3 =0,040 l

R =0.08206 l atm/mol k

T =273 k

Αντικαθιστώντας αυτές τις τιμές στην εξίσωση, παίρνουμε:

n =PV/RT =(1 atm) (0,040 L)/(0,08206 L ATM/mol K) (273 K) =0,0017 mol

Δεδομένου ότι 1 mole του αέριο χλωρίου παράγει 2 γραμμομόρια αερίου υδρογόνου, 0,0017 mol αέριο χλωρίου θα παράγουν 0,0034 mol υδρογόνου αέριο χλωριούχου.

Μπορούμε στη συνέχεια να το μετατρέψουμε πίσω σε ένταση χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο για το αέριο:

V =NRT/P =(0,0034 mol) (0,08206 L ATM/mol K) (273 K)/(1 atm) =0,079 L

Επομένως, ο όγκος του παραγόμενου αέριο υδρογόνου είναι 0,079 L ή 79 cm3.