Das Auflösen von Aluminium in Salzsäure ist eine effektive Methode zur Herstellung von Wasserstoff. Der bei dieser Reaktion freigesetzte Wasserstoff kann in verschiedenen industriellen und wissenschaftlichen Prozessen verwendet werden. Um jedoch eine bestimmte Menge an Wasserstoff zu erhalten, müssen Sie das Verhältnis zwischen der Masse von Aluminium und dem Volumen des freigesetzten Gases kennen.
Die Auflösungsreaktion von Aluminium in Salzsäure ist eine chemische Reaktion, die durch die folgende Gleichung ausgeführt wird: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2. Aus der Gleichung geht hervor, dass ein einzelnes Aluminiummolekül die Freisetzung von drei Wasserstoffmolekülen ausmacht.
Die Molmasse von Aluminium (Al) beträgt 26,98 g / mol und die Molmasse von Salzsäure (HCl) beträgt 36,46 g/ mol. Um Aluminium in Salzsäure aufzulösen, müssen Sie daher die Menge an Aluminium kennen, deren Masse dem von uns gewünschten Volumen des freigesetzten Wasserstoffs entspricht.
Aluminiumvolumen zum Auflösen in Salzsäure
Um das Volumen von Aluminium zu bestimmen, das in Salzsäure gelöst werden muss, um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten, muss die Reaktion zwischen Aluminium und Salzsäure berücksichtigt werden.
Bei dieser Reaktion reagiert Aluminium mit Salzsäure und bildet Aluminiumsalz, Wasserstoff und Wasser. Die Reaktionsgleichung ist wie folgt:
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Aus der Gleichung ist ersichtlich, dass für jeden 2 Mol Aluminium 3 Mol Wasserstoff gebildet wird. Um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten (was in etwa 0,356 Mol entspricht), sind daher 0,237 Mol Aluminium erforderlich.
Zur Berechnung der Masse von Aluminium wird die Molmasse von Aluminium verwendet, die etwa 26.98 g/ mol beträgt. Indem wir die Masse mit der Anzahl der Motten multiplizieren, erhalten wir etwa 6.40 g Aluminium.
Um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten, müssen daher etwa 6.40 Gramm Aluminium in Salzsäure gelöst werden.
Erforderliche Daten
Um dieses Problem zu lösen, müssen wir die folgenden Informationen kennen:
| Substanz | Molmasse (g/Mol) |
|---|---|
| Aluminium | 26.98 |
| Salzsäure | 36.46 |
Da auch ein Mol Aluminium mit 6 Mol Salzsäure interagiert und 3 Mol Wasserstoff bildet, müssen wir die Menge an Salzsäure kennen, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge an Aluminium aufzulösen.
Reaktion zwischen Aluminium und Salzsäure
Diese Reaktion ist auf die chemische Eigenschaft von Aluminium mit aktiven Säuren wie Salzsäure zurückzuführen. Die Aktivität von Aluminium besteht darin, dass es in der Lage ist, aktiv mit Protonen zu interagieren, die in Salzsäure vorhanden sind.
Die Reaktion von Aluminium mit Salzsäure folgt der folgenden Reaktionsgleichung:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Als Ergebnis dieser Reaktion wird Aluminium wiederhergestellt und die Salzsäure wird oxidiert. Wasserstoff wird durch die Zersetzung eines Salzsäuremoleküls gebildet.
Um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten, ist es notwendig, eine bestimmte Anzahl von Gramm Aluminium in Salzsäure aufzulösen. Eine genaue Berechnung erfordert Kenntnisse der Molmasse von Aluminium und des Volumens der Salzsäurelösung.
Nach der Reaktion zwischen Aluminium und Salzsäure muss das entstehende Wasserstoffgas getrennt werden, beispielsweise mit einer Wasserflasche und einem Gasabscheider.
Berechnen des erforderlichen Aluminiumvolumens
Um das erforderliche Aluminiumvolumen zu berechnen, muss die Auflösungsreaktion von Aluminium in Salzsäure berücksichtigt werden:
Aus der Gleichung ist ersichtlich, dass 2 Molen Aluminium benötigt werden, um 1 Mol Wasserstoff zu bilden. Um die für die Herstellung von 1 Mol Wasserstoff erforderliche Aluminiummasse zu bestimmen, verwenden wir die Molmasse aus Aluminium:
Molmasse aus Aluminium (Al) = 26.98 g/mol
Die Molmasse von Wasserstoff (H2) = 2.02 g/mol
Berechnen Sie die erforderliche Aluminiummasse, um 1 Mol Wasserstoff zu erhalten:
| Wert | Bedeutung |
|---|---|
| Molmasse aus Aluminium (Al) | 26.98 g/mol |
| Die Molmasse von Wasserstoff (H2) | 2.02 g/mol |
| Masse von Aluminium (Al) für 1 Mol Wasserstoff | 2 * 26,98g |
Jetzt, da wir die Masse von Aluminium kennen, die benötigt wird, um 1 Mol Wasserstoff zu erhalten, können wir die erforderliche Masse von Aluminium berechnen, um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten. Dazu ist es notwendig, die Dichte von Salzsäure und den Volumenprozentsatz von Aluminium in der Lösung zu kennen.
Hinweis: Um das erforderliche Aluminiumvolumen genau zu berechnen, müssen Sie die spezifischen Werte für die Dichte von Salzsäure und den Volumenprozentsatz von Aluminium in der Lösung kennen.
Anmerkung
Bei der Berechnung der für die Auflösung in Salzsäure erforderlichen Menge an Aluminium ist das stöchiometrische Verhältnis zwischen diesen Stoffen zu berücksichtigen. Die Reaktion zwischen Aluminium und Salzsäure erfolgt nach der folgenden Gleichung:
Die Gleichung zeigt, dass 2 Aluminiumatome und 6 Salzsäuremoleküle benötigt werden, um 3 Wasserstoffmoleküle zu bilden. Da 1 Mol Gas unter normalen Bedingungen etwa 22,4 Liter benötigt, benötigen Sie ein halbes Mol Aluminium und 3 Mol Salzsäure, um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten.
Um das Gewicht von Aluminium in Gramm zu berechnen, kann seine Molmasse verwendet werden, die etwa 26,98 g / mol beträgt. Somit werden ungefähr 13,49 g Aluminium benötigt, um 8 Liter Wasserstoff zu erhalten.
