Zn(s) HCl(aq) H2(g) 0.240 L 1.032 atm 30℃ 32 mmHg

Zn(s) HCl(aq) H2(g) 0.240 L 1.032 atm 30℃ 32 mmHg

 

 

금속 아연, Zn(s)에 충분한 염산 수용액, HCl(aq)을 가해서

발생된 H2(g)를 수상 포집한 결과

H2(g)의 부피는 0.240 L, 전체 압력은 1.032 atm이었다.

사용된 금속 아연의 질량은?

수상 포집 시 온도는 30℃, 이 온도에서 수증기압은 32 mmHg이다.

Zn(s) + HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) (계수는 맞추어 있지 않음.)

 

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균형 맞춘 화학 반응식

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

 

 

 

수소 기체의 분압을 계산하면,

P = 1.032 atm - (32/760 atm) = 0.9899 atm H2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3490 )

 

 

 

이상기체방정식으로 포집된 수소 기체의 mol수를 계산하면,

PV = nRT

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

n = PV / RT

= [(0.9899 atm) (0.240 L)] / [(0.08206 atm•L/mol•K) (273.15+30 K)]

= [(0.9899) (0.240)] / [(0.08206) (273.15+30)]

= 0.009550 mol H2

 

 

 

Zn : H2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

반응한 Zn의 mol수 = 0.009550 mol Zn

 

 

 

Zn의 몰질량 = 65.38 g/mol 이므로,

mol수를 질량으로 환산하면,

(0.009550 mol) × (65.38 g/mol) = 0.6244 g Zn

---> 사용된 금속 아연의 질량

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3556 ]

수소 기체는 수상 치환하여 포집하는데, 이때 수소와 함께 수증기도 존재한다. 30℃에서 수소 기체 340 mL를 포집했는데, 이때 전체 압력이 1.032 atm이었다. 시료에서 수소 기체의 분압은 얼마인가? 이만큼의 수소 기체를 얻는데 몇 그램의 아연이 필요한가? (30℃에서 수증기압은 32 torr이다.)