Zink (Zn) - ein Edelmetall, das in verschiedenen Branchen weit verbreitet ist. Seine Verbindungen werden häufig in der Chemie und Landwirtschaft verwendet. Eine Möglichkeit zur Herstellung von Wasserstoff (H2) - Wechselwirkung von Zink mit Säure, am häufigsten wird Salzsäure (HCl) verwendet. Als Ergebnis dieser Reaktion wird eine bestimmte Menge an Wasserstoff freigesetzt, die berechnet werden kann.
Formel der Reaktion: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Die Reaktion zwischen Zink und Salzsäure ist eine Austauschreaktion, bei der Zink Wasserstoff aus HCl ersetzt und Zinkchlorid (ZnCl) bildet2) und Wasserstoffmoleküle.
Um die Menge an freigesetztem Wasserstoff zu berechnen, müssen Sie die Anzahl der wechselwirkenden Substanzen kennen. Betrachten wir ein Beispiel - die Wechselwirkung von 130 Gramm Zink. Verwenden Sie dazu den Anteil:
Berechnung der Freisetzung von Litern Wasserstoff bei Wechselwirkung von Zink
Die Reaktion der Wechselwirkung von Zink mit Wasser kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
In diesem Fall haben wir eine Zinkmasse von 130 g. Um die Menge des freigesetzten Wasserstoffs zu berechnen, müssen Sie einen Molreaktionskoeffizienten verwenden, der das Verhältnis zwischen den Massen der reagierenden Substanzen anzeigt.
Masse von molarem Wasserstoff (H2) ist gleich 2 g/mol und die Masse von Molarzink (Zn) beträgt 65 g/mol.
Um die Menge an freigesetztem Wasserstoff zu berechnen, ist es daher notwendig:
- Berechnen Sie die Anzahl der Zinkmole.
- Stellen Sie das Verhältnis zwischen der Menge an Zinkmolen und Wasserstoff ein.
- Berechnen Sie die Anzahl der Wasserstoffmole und übersetzen Sie sie in Liter.
1. Berechnen Sie die Anzahl der Zinkmole:
Gewicht von Zink (Zn) = 130 g
Die Molmasse von Zink (Zn) = 65 g/mol
Anzahl der Zinkmole = Zinkmasse / Zinkmole
Zinkmole Menge = 130g / 65g/mol = 2 mol
2. Stellen Sie das Verhältnis zwischen der Anzahl der Molen von Zink und Wasserstoff her:
Aus der Reaktionsgleichung ist ersichtlich, dass jeder Maulwurf von Zink 1 Mol Wasserstoff ergibt.
Daher ist die Anzahl der Wasserstoffmole gleich der Anzahl der Zinkmole.
Anzahl der Wasserstoffmole = 2 Mol
3. Berechnen wir die Anzahl der Wasserstoffmole und übersetzen sie in Liter:
Anzahl der Zinkmole = 2 Mol
Anzahl der Liter Wasserstoff = Anzahl der Wasserstoffmole * Volumen eines einzelnen Wasserstoffmoleküls *
Das Volumen eines Gasmoleküls beträgt ungefähr 22,4 Liter.
Anzahl der Liter Wasserstoff = 2 Mol * 22,4 Liter/Mol = 44,8 Liter
Somit werden bei der Wechselwirkung von 130 g Zink etwa 44,8 Liter Wasserstoff freigesetzt.
Reaktionsformel und Funktionsprinzip
Wenn 130 g Zink (Zn) mit Salzsäure (HCl) in Wechselwirkung treten, wird Zinkchlorid (ZnCl2) gebildet und Wasserstoff (H2) wird freigesetzt. Die Reaktion kann mit der folgenden Formel beschrieben werden:
| Reagen | Lebensmittel |
|---|---|
| Zink (Zn) | Zinkchlorid (ZnCl2) |
| Salzsäure (HCl) | Wasserstoff (H2) |
Während der Reaktion zwischen Zink und Salzsäure wird das Zinkion (Zn) oxidiert und das Wasserstoffion (H+) wird wiederhergestellt. Zink, das ein starkes Reduktionsmittel ist, verdrängt Wasserstoff aus Salzsäure, bildet Zinkchlorid und setzt Wasserstoffgas frei.
Wasserstoff (H2), der durch die Reaktion von Zink mit Salzsäure freigesetzt wird, ist leicht, brennbar und hat einen hohen Energiewert. Deshalb wird Wasserstoff in verschiedenen Industriezweigen, einschließlich der Herstellung von Wasserstoffbrennstoffzellen und Wasserstoffbatterien, aktiv eingesetzt.
