20.0 g Zn 4.00 M HCl 100.0 mL 5℃ 1.00 atm H2 gas volume
If 20.0 g of solid zinc reacts with
100.0 mL of 4.00 M hydrochloric acid,
what volume of hydrogen gas is produced
at 5℃ and 1.00 atm?
---------------------------------------------------
Zn의 몰질량 = 65.38 g/mol 이므로,
20.0 g / (65.38 g/mol) = 0.3059 mol Zn
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )
(4.00 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.400 mol HCl
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Zn : HCl = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,
0.3059 mol Zn과 반응하는 HCl의 몰수를 계산하면,
Zn : HCl = 1 : 2 = 0.3059 mol : ? mol
? = 2 × 0.3059 = 0.6118 mol HCl
---> HCl은 이만큼 없다, 부족하다?
---> HCl = 한계 반응물.
( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )
0.400 mol HCl 반응 시, 생성되는 H2의 몰수를 계산하면,
HCl : H2 = 2 : 1 = 0.400 mol : ? mol
? = 0.400 / 2 = 0.200 mol H2
PV = nRT 로부터,
( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )
0.200 mol H2의 부피를 계산하면,
V = nRT / P
= (0.200) (0.08206) (273.15 + 5) / (1.00)
= 4.565 L H2
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