Reacción química: volumen de hidrógeno que se obtiene en distintas condiciones

, por F_y_Q

El magnesio metálico reacciona con ácido clorhídrico, \ce{HCl}, produciendo hidrógeno gaseoso:

\ce{Mg + HCl -> MgCl2 + H2}

a) Si 2.32 g de magnesio reaccionan por completo, ¿qué volumen de hidrógeno se produce, medido en condiciones normales?

b) ¿Cuál será el volumen si el gas se halla a 735 torr y a una temperatura de 25 ^oC?


SOLUCIÓN:

La reacción ajustada es:

\color{blue}{\ce{Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2}}


a) Debemos convertir en mol la masa de Mg:

2.32\ \cancel{g}\ \ce{Mg}\cdot \frac{1\ mol}{24.3\ \cancel{g}} = 9.55\cdot 10^{-2}\ mol\ \ce{Mg}

Por cada mol de magnesio que reacciona se produce un mol de hidrógeno, por lo que se habrán formado 9.55\cdot 10^{-2}\ mol\ \ce{H2}. En condiciones normales de P y T, un mol de cualquier gas ocupa 22.4 L:

9.55\cdot 10^{-2}\ \cancel{mol}\ \ce{H2}\cdot \frac{22.4\ L}{1\ \cancel{mol}} = \fbox{\color{red}{\bf 2.14\ L\ \ce{H2}}}


b) Ahora debemos usar la ecuación de los gases ideales: PV = nRT. Si despejamos el volumen:

V = \frac{nRT}{P} = \frac{9.55\cdot 10^{-2}\ \cancel{mol}\cdot 0.082\frac{\cancel{atm}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{mol}}\cdot 298\ \cancel{K}}{735\ \cancel{torr}\cdot \frac{1\ \cancel{atm}}{760\ \cancel{torr}}} = \fbox{\color{red}{\bf 2.41\ L\ \ce{H2}}}