Определить объем газа выделившегося в результате взаимодействии 20 гр Цинка с концентрированной серной кислотой

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся уравнением реакции взаимодействия между цинком (Zn) и серной кислотой (H2SO4):

Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2↑

По уравнению видно, что при реакции образуется молекула водорода (H2). Для нахождения объема этого газа воспользуемся уравнением идеального газа:

V = (n R T) / P,

где
V - объем газа
n - количество вещества газа (в молях)
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль * K))
T - температура газа (в Кельвинах)
P - давление газа.

Для начала найдем количество вещества (n) водорода, которое выделилось при взаимодействии 20 грамм цинка с концентрированной серной кислотой. Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль.

n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 20 г / 65,38 г/моль ≈ 0,306 моль.

Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98,08 г/моль. Количество вещества серной кислоты равно количеству вещества цинка (по уравнению реакции):

n(H2SO4) = n(Zn) = 0,306 моль.

Согласно уравнению реакции, на каждый моль цинка выделяется один моль водорода (H2). Таким образом, количество вещества водорода равно:

n(H2) = n(Zn) = 0,306 моль.

Теперь посчитаем объем водорода:

V = (0,306 моль 8,314 Дж/(моль K) * 298 K) / P.

Пусть давление газа равно атмосферному давлению - 1 атм = 101325 Па.

V = (0,306 моль 8,314 Дж/(моль K) * 298 K) / 101325 Па ≈ 0,072 м^3.

Объем выделившегося газа (водорода) при реакции цинка с серной кислотой составит около 0,072 м^3.