Εάν 250,3 L αερίου υδρογόνου (D 0,0899GL) αντιδρά με περίσσεια αζώτου, ποια μάζα αμμωνία θα παράγεται;
Βήμα 1:Υπολογίστε τον αριθμό των γραμμομορίων αερίου υδρογόνου (H2)
Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον ιδανικό νόμο περί αερίου:
PV =NRT
Όπου p είναι η πίεση, V είναι ο όγκος, n είναι ο αριθμός των moles, r είναι η ιδανική σταθερά αερίου, και t είναι η θερμοκρασία.
Υποθέτοντας την τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), όπου P =1 atm και t =0 ° C (273,15 K), έχουμε:
N (H2) =PV/RT =(1 atm) (250,3 L)/(0,08206 L ATM/mol K) (273,15 K)
n (H2) =10,64 mol
Βήμα 2:Προσδιορίστε το περιοριστικό αντιδραστήριο
Από την ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και αζώτου για την παραγωγή αμμωνίας:
N2 + 3H2 -> 2NH3
Μπορούμε να δούμε ότι 1 mole του αζώτου (N2) αντιδρά με 3 γραμμομόρια υδρογόνου (Η2). Ως εκ τούτου, πρέπει να συγκρίνουμε τον αριθμό των γραμμομορίων υδρογόνου διαθέσιμου (10,64 mol) με τον αριθμό των γραμμομορίων του αζώτου που απαιτείται (10,64 mol / 3 =3,55 mol).
Δεδομένου ότι έχουμε μια περίσσεια αζώτου, το υδρογόνο θα είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
Βήμα 3:Υπολογίστε τη θεωρητική απόδοση της αμμωνίας (NH3)
Από την ισορροπημένη χημική εξίσωση, γνωρίζουμε ότι 3 γραμμομονείς υδρογόνου παράγουν 2 γραμμομονείς αμμωνίας. Επομένως, η θεωρητική απόδοση της αμμωνίας μπορεί να υπολογιστεί ως εξής:
n (NH3) =(2/3) × n (H2)
n (NH3) =(2/3) × 10,64 mol
n (NH3) =7,09 mol
Βήμα 4:Υπολογίστε τη μάζα της αμμωνίας (NH3)
Τέλος, μπορούμε να υπολογίσουμε τη μάζα της αμμωνίας (NH3) που παράγεται χρησιμοποιώντας τη μοριακή της μάζα (17,04 g/mol):
Μάζα (NH3) =N (NH3) × Μοριακή μάζα (NH3)
Μάζα (NH3) =7,09 mol × 17,04 g/mol
μάζα (NH3) =120,8 g
Επομένως, η μάζα της αμμωνίας που παράγεται σε αυτή την αντίδραση είναι 120,8 γραμμάρια.
