Πόσα λίτρα αερίου υδρογόνου σχηματίζονται από 6,0 g HCl και 5,0 mg;

Ζητάτε τον όγκο του αερίου υδρογόνου που παράγεται από την αντίδραση HCl και MG, αλλά λείπει μια κρίσιμη πληροφορία:οι συνθήκες αντίδρασης (θερμοκρασία και πίεση).

Γιατί είναι απαραίτητες αυτές οι πληροφορίες και πώς να λύσουμε το πρόβλημα:

Η αντίδραση:

Η αντίδραση μεταξύ του υδροχλωρικού οξέος (HCl) και του μαγνησίου (Mg) παράγει αέριο υδρογόνου (H₂) και χλωριούχο μαγνήσιο (MGCL₂):

`` `

2 HCl (aq) + mg (s) → mgcl₂ (aq) + h₂ (g)

`` `

στοιχειομετρία:

Από την ισορροπημένη εξίσωση, το βλέπουμε:

* 2 moles του HCl αντιδρούν με 1 mole mg για να παράγουν 1 mole του h₂.

Ιδανικός νόμος αερίου:

Για να υπολογίσουμε τον όγκο του αερίου H₂, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον ιδανικό νόμο περί αερίου:

`` `

PV =NRT

`` `

Οπου:

* p: Πίεση του αερίου (στις ατμόσφαιρες)

* V: Όγκος του αερίου (σε λίτρα)

* n: Αριθμός γραμμομόρων του αερίου

* r: Ιδανική σταθερά αερίου (0.0821 Lτοπληρωμένη/mol .K)

* t: Θερμοκρασία του αερίου (στο Kelvin)

Βήματα για την επίλυση του προβλήματος:

1. Μετατρέψτε τις μάζες σε moles:

* Moles hCl:(6.0 g hCl) / (36.46 g / mol HCl) =0.164 mol HCl

* Moles Mg:(5.0 mg mg) / (24,31 g / mol mg) =0,000206 mol mg

2. Προσδιορίστε το περιοριστικό αντιδραστήριο:

* Από την στοιχειομετρία, απαιτούνται 2 moles του HCl για κάθε 1 mole mg.

* Η HCl είναι σε περίσσεια επειδή 0,164 mol HCl / 2 =0,082 mol mg που απαιτείται, η οποία είναι μεγαλύτερη από τα 0,000206 mol mg που υπάρχει.

* Το Mg είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.

3.

* Χρήση της στοιχειομετρίας:(0,000206 mol mg) * (1 mol H₂ / 1 mol mg) =0,000206 mol H₂

4. Εφαρμόστε τον ιδανικό νόμο περί αερίου:

* Πρέπει να γνωρίζετε την πίεση και τη θερμοκρασία του αερίου υδρογόνου για να υπολογίσετε τον όγκο.

* Ας υποθέσουμε τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP):

* T =273,15 K

* P =1 atm

5. Επίλυση για V:

* V =(NRT) / p =(0,000206 mol * 0,0821 L ⋅atm / mol⋅K * 273,15 K) / 1 atm = 0.0046 L

Επομένως, υπό συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, θα σχηματιστούν περίπου 0,0046 λίτρα (ή 4,6 χιλιοστόλιτρα) αέριο υδρογόνου.

Σημαντική σημείωση: Η απάντηση θα αλλάξει σημαντικά εάν η αντίδραση πραγματοποιηθεί σε διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις. Πρέπει να παρέχετε αυτές τις τιμές για να λάβετε ένα ακριβές αποτέλεσμα.