Сумесь цынку і аксіду цынку масай 15,0 г растварылі ў разведзенай сернай кіслаце. У выніку рэакцыі вылучыўся газ аб’ёмам (н. у.) 2,60 дм3. Разлічыце аб’ём салянай кіслаты з масавай доляй HC1 6,42 % і шчыльнасцю 1024 г/дм3, якая спатрэбіцца для растварэння такой жа сумесі масай 3,44 кг.

Задача разглядае раствор Zn і його оксиду ZnO у розчыне серной кіслоты. Выкід газу — hydrogen H2 — адбываецца толькі з Zn (Zn + 2H+ → Zn2+ + H2). У даных умове пішуцца n.у. для H2, таму можна вызначыць колькасць Zn, якая ўдзельнічала ў рэакцыі. Пачнем з выбранага лікавага допуску: нормальныя ўмовы (н.у.) = 24,0 dm3/mol для газу H2. Гэта стандартны вучэбны варыянт. Разбор крок за крокам 1) Молекулярны колькасць H2, які вылучыўся: - n(H2) = V(H2) / Vm = 2,60 dm3 / 24,0 dm3/mol = 0,1083 mol. 2) Zn у сумесі, які рэагаваў: - Стэхіятрымя Zn з H+: 1 моль Zn пары адна моль H2. Такім чынам, колькасць Zn, што ўдзельнічала, роўна n(Zn) = n(H2) = 0,1083 mol. - Масa Zn у сумесі: m(Zn) = n(Zn) × M(Zn) = 0,1083 mol × 65,38 g/mol ≈ 7,08 g. 3) ZnO ў сумесі: - Маса ZnO: m(ZnO) = 15,0 g − 7,08 g ≈ 7,92 g. - Моль ZnO: n(ZnO) = m(ZnO) / M(ZnO) = 7,92 g / 81,38 g/mol ≈ 0,0974 mol. 4) Агульнае колькасць Zn-атомаў у сумесі: - n(Zn, усяго) = n(Zn) + n(ZnO) ≈ 0,1083 + 0,0974 ≈ 0,2057 mol. 5) Патрабаваны кішмат нуклея H+: - Для Zn: 2H+ на 1 Zn; для ZnO: 2H+ на 1 ZnO. Агульна: n(H+) = 2 × n(Zn, усяго) = 2 × 0,2057 ≈ 0,4114 mol. 6) Неабходная колькасць хлороводной кіслоты HCl: - Нуклея HCl = H+ (бо HCl → H+ + Cl−). Значыць n(HCl) = 0,4114 mol. - Масa HCl: m(HCl) = n(HCl) × M(HCl) = 0,4114 mol × 36,46 g/mol ≈ 15,0 g. 7) Раствор з масавай доляй HCl = 6,42% і шчыльнасцю ρ = ρ(HCl-раствор) = 1024 g/dm3: - Масавую патрэбу раствора з HCl трэба знайсці па: m(HCl) = w × m_sol → m_sol = m(HCl) / w = 15,0 g / 0,0642 ≈ 233,9 g. - Аб’ём раствора: V = m_sol / ρ = 233,9 g / 1024 g/dm3 ≈ 0,228 dm3. Вынік - Аб’ём салянай кіслаты, які патрэбны для растварэння той жа сумесі масай 3,44 кг, з дадзенымі параметрамі (6,42% HCl, ρ = 1,024 г/мл), складае прыблізна: V ≈ 0,228 dm3 ≈ 0,228 L ≈ 228 cm3. Заўвага: вынік залежыць ад прыняцця Vm(H2) = 24,0 dm3/mol для нормальных умоў. Калі выкарыстоўваць Vm(H2) = 22,4 dm3/mol (STP), вынік зменіцца незначна (прыкладна 0,23 dm3).