дано:
- Объем водорода (н. у.) = 0,224 м³
- Выход водорода = 86,8 %
- Массовая доля хлороводорода = 12,8 %
- Плотность соляной кислоты = 1,057 г/см³
найти:
- Объем соляной кислоты, необходимый для получения указанного объема водорода.
решение:
1. Рассчитаем теоретический объем водорода, который должен быть получен при 100% выходе.
Объем водорода (практический) = 0,224 м³
Выход = 86,8%
Теоретический объем водорода = объем водорода / (выход / 100)
= 0,224 м³ / (86,8 / 100)
= 0,258 м³
2. Переведем теоретический объем водорода в моли.
Используем формулу для расчетов по газам:
n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль (при н. у.).
Сначала переведем 0,258 м³ в литры:
0,258 м³ = 258 л
n = 258 л / 22,4 л/моль
= 11,53 моль
3. Запишем уравнение реакции между хлороводородом и металлом (например, с магнием):
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Из уравнения видно, что 2 моль HCl дает 1 моль H2. Значит, количество HCl, необходимое для получения 11,53 моль H2:
Количество HCl = 2 * n(H2) = 2 * 11,53 = 23,06 моль.
4. Рассчитаем массу хлороводорода:
Молярная масса HCl = 36,46 г/моль
Масса HCl = n * M = 23,06 моль * 36,46 г/моль = 841,03 г
5. Теперь найдем массу соляной кислоты.
С учетом массовой доли хлороводорода:
Масса соляной кислоты = масса HCl / (массовая доля / 100)
= 841,03 г / (12,8 / 100) = 6577,52 г
6. Переведем массу соляной кислоты в объем:
Объем = масса / плотность
= 6577,52 г / 1,057 г/см³ = 6224,21 см³
= 6,224 л (переведем в литры)
ответ:
Для получения водорода объемом 0,224 м³ потребуется соляная кислота объемом примерно 6,224 л.