Ответ:

Для розчинення цинку в хлоридній кислоті необхідне розкладання кислоти з утворенням водню:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

За реакцією виділяється 1 моль водню на кожний моль цинку, а об’єм газу залежить від кількості речовини газу та умов температури та тиску.

Перед обчисленням об’єму необхідно знайти кількість утвореного водню за допомогою хімічних розрахунків:

Маса цинку, розчиненої в 1 кг кислоти, може бути знайдена з формули:

m(Zn) = (m(HCl) / M(HCl)) × (1 / n)

де m(HCl) - маса хлоридної кислоти,

M(HCl) - молярна маса хлоридної кислоти (36.46 г / моль),

n - стехіометричний коефіцієнт реакції, що відповідає кількості цинку, розчиненої в 1 моль кислоти.

За рівнянням реакції, n = 1/2, тому n = 0.5.

m(HCl) = 1 кг = 1000 г

m(Zn) = (1000 г / 36.46 г / моль) × (1 / 0.5) = 54.67 г

Тепер можна знайти кількість молів водню, що виділиться:

n(H2) = m(Zn) / M(Zn) = 54.67 г / 65.38 г / моль = 0.837 моль

Для обчислення об’єму водню використовуємо ідеальний газовий закон:

PV = nRT

де P - тиск, V - об’єм, n - кількість речовини газу, R - універсальна газова стала, T - температура.

Умови:

T = 27°C = 300 K (температура переведена в кельвіни)

P = 101 кПа

R = 8.314 Дж / (моль * К)

V = nRT / P = (0.837 моль * 8.314 Дж / (моль * К) * 300 K) / (101 кПа * 1000 Па / 1 кПа)