수소의 수상포집. 0.84 g 리튬 금속 물과 반응 18℃ 725 mmHg

수소의 수상포집. 0.84 g 리튬 금속 물과 반응 18℃ 725 mmHg

Li 0.84 g water 18℃ 725 mmHg H2 LiOH

 

 

0.84 g의 리튬(Li) 금속이 물(water)과 반응하면

LiOH와 H2 기체(gas)가 생성된다.

기체 수상포집 장치를 이용하여 기체를

18℃ 물 위로 포집(collection)하였는데

기압이 725 mmHg을 나타내었다.

수소 기체는 몇 L 포집되었는가?

기체상수, R = 0.0821 atm•L/mol•K,

18℃ 물의 증기압 = 15.5 torr,

Li의 원자량 = 6.941 g/mol

 

 

How many liters of hydrogen gas are collected

over water at 18℃ and 725 mmHg

when 0.84 g of lithium reacts with water?

Aqueous lithium hydroxide also forms.

 

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반응한 Li의 질량을 몰수로 환산하면,

0.84 g / (6.941 g/mol) = 0.121 mol Li

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

2Li(s) + 2H2O(l) → 2LiOH(aq) + H2(g)

 

Li : H2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.121 mol Li 반응 시, 생성되는 H2의 몰수를 계산하면,

Li : H2 = 2 : 1 = 0.121 mol : ? mol

 

? = 0.121 / 2 = 0.0605 mol H2

 

 

 

수상포집(수상치환)이므로,

측정한 압력 = 수증기압 + 수소 기체의 압력

 

 

 

 

수소 기체의 분압을 계산하면,

725 – 15.5 = 709.5 mmHg

 

 

 

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3097 )

 

0.0605 mol H2의 부피를 계산하면,

V = nRT / P

= (0.0605) (0.0821) (273 + 18) / (709.5/760)

= 1.5483 L

 

 

 

답: 1.55 L

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/9054 ] 30℃, 988 mmHg에서 포집된 기체의 부피는 641 mL

 

 

 

[FAQ] [①23/05/20]