Уравнение протекающей реакции:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Молярная масса сплава:
M = (0.605 * 63.55 g/mol) + (0.395 * 65.38 g/mol) = 64.07 g/mol
Масса цинка в 1 г сплава:
m(Zn) = 0.395 g
Молярная масса цинка:
M(Zn) = 65.38 g/mol
Количество вещества цинка:
n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 0.395 g / 65.38 g/mol = 0.00604 mol
Согласно уравнению реакции, каждый моль цинка взаимодействует с двумя молями HCl и выделяет один моль водорода. Таким образом, количество водорода, выделяющегося при реакции, равно:
n(H2) = n(Zn) = 0.00604 mol
Объем водорода при нормальных условиях (0 °C, 1 атм) можно вычислить по уравнению состояния идеального газа:
V(H2) = n(H2) * RT / P
где R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах (273 К), P - давление (1 атм).
Подставляя значения, получаем:
V(H2) = 0.00604 mol * 8.31 Дж/(моль·К) * 273 К / (1 атм * 101325 Па/атм) = 0.155 л
Таким образом, при действии хлороводородной кислоты на 1 г сплава выделяется 0.155 л водорода при нормальных условиях. Определить значение водорода в н.у. можно, зная, что объем идеального газа при н.у. равен 22,4 л/моль. Тогда количество молей водорода будет равно:
n(H2) = V(H2) / 22.4 л/моль = 0.155 л / 22.4 л/моль = 0.00692 моль
Объем водорода при н.у. можно вычислить обратным преобразованием уравнения состояния идеального газа:
V(H2) = n(H2) * RT / P = 0.00692 моль * 8.31 Дж/(моль·К) * 273 К / (1 атм * 101325 Па/атм) = 0.0224 л
Таким образом, объем водорода при н.у., выделяющегося при действии хлороводородной кислоты на 1 г сплава, равен 0.0224 л.