¿Cuántos litros del gas HCl seco medidos a 25°C y 740 Torr pueden obtenerse combinando gas cloro con hidrógeno, producido este último cuando se tratan 100 mL de una solución de H2SO4 al 20,0% y densidad de 1,14 g/ml con exceso de aluminio?
Resp. 11,69 L
Respuestas a la pregunta
1) Generación de H₂
3 H₂SO₄ +2 Al → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂
Hay que hallar las moles de ácido que se tienen, observando que se producirá la misma cantidad de moles de hidrógeno.
Primero hay que expresar la concentración en % en volumen, utilizando la densidad.
20 g ácido / 100 g solución
volumen solución = masa / d = 100 g / 1,14 g/ml = 87,72 ml
Se tienen (20 g ácido / 87,72 ml solución) x 100 ml solución = 22,8 g ácido
moles = m / PM = 22,8 g / 98 g/mol = 0,233 moles
2) Obtención HCl
H₂ + Cl₂ → 2 HCl
Se obtendrán el doble de moles de HCl que las de H₂. Si se parte de 0,233 moles se obtendrán 0,466 moles de HCl.
Se aplica la ecuación de los gases para hallar el volumen.
P = 740 Torr = 0,974 atm
T = 298 K
V = n x R x T / P
V = (0,466 moles x 0,082 l . atm/ K.mol x 298 K) / 0,974 atm
V = 11,69 litros