Для вычисления нормальности раствора кислоты необходимо знать количество вещества кислоты, содержащееся в данном объеме раствора.
Прежде всего, следует выразить количество вещества водорода, выделившегося при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
2HCl + Zn -> ZnCl2 + H2
Из уравнения видно, что на одну молекулу HCl приходится одна молекула H2. Таким образом, количество вещества H2 будет равно количеству вещества HCl.
Объем водорода можно привести к стандартным условиям (н.у.) с помощью уравнения состояния идеального газа:
V1 * P1 / T1 = V2 * P2 / T2,
где V1 и V2 – объемы водорода при стандартных условиях (н.у.) и условиях опыта соответственно, P1 и P2 – давление водорода при стандартных условиях (н.у.) и условиях опыта соответственно, T1 и T2 – температуры при стандартных условиях (н.у.) и условиях опыта соответственно.
По условию, V1 = 8,96 л, V2 = 400 мл = 0,4 л (перевод в литры), P1 = 1 атм, P2 – давление водорода в данном случае неизвестно, T1 = 273 К, T2 – температура в данном случае также неизвестна.
Таким образом, получаем:
8,96 * 1 / 273 = 0,4 * P2 / T2.
Для дальнейшего вычисления нормальности раствора кислоты необходимо знать массу вещества HCl, которое соответствует данному количеству вещества.
Молярная масса HCl равна 36,46 г/моль (H – 1,01 г/моль, Cl – 35,45 г/моль). Таким образом, масса вещества HCl будет равна:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl),
где m(HCl) – масса HCl, n(HCl) – количество вещества HCl, M(HCl) – молярная масса HCl.
Нормальность раствора кислоты вычисляется по формуле:
N = n(HCl) / V(HCl),
где N – нормальность раствора, n(HCl) – количество вещества HCl, V(HCl) – объем раствора HCl, взятого для опыта.
Таким образом, после вычисления массы HCl и объема раствора кислоты можно найти нормальность раствора. Более подробное решение будет зависеть от полученных значений P2 и T2 и может быть выведено из уравнения состояния идеального газа.
