Πόσα λίτρα νερού μπορούν να κατασκευαστούν από 34 γραμμάρια αερίου οξυγόνου και 6,0 υδρογόνο στο STP;
$$ 2H_2 + O_2 → 2H_2O $$
Από την εξίσωση, μπορούμε να δούμε ότι 2 γραμμομορείς υδρογόνου αντιδρούν με 1 mole οξυγόνου για την παραγωγή 2 γραμμομορίων νερού.
Πρώτον, πρέπει να μετατρέψουμε τις δεδομένες μάζες οξυγόνου και υδρογόνου σε moles:
$$ n_ {o_2} =\ frac {34 \ text {g}} {32 \ text {g/mol} =1.0625 \ text {mol} $$
$$ n_ {h_2} =\ frac {6.0 \ text {g}} {2 \ text {g/mol}} =3.0 \ text {mol} $$
Συγκρίνοντας την αναλογία mole του οξυγόνου και του υδρογόνου με την στοιχειομετρική αναλογία, μπορούμε να δούμε ότι το υδρογόνο είναι υπερβολικό. Ως εκ τούτου, θα χρησιμοποιήσουμε το οξυγόνο ως το περιοριστικό αντιδραστήριο για να υπολογίσουμε την ποσότητα του παραγόμενου νερού.
$$ n_ {h_2o} =2n_ {o_2} =2 \ times 1.0625 \ text {mol} =2.125 \ text {mol} $$
Τώρα, μπορούμε να μετατρέψουμε τα γραμμομόρια του νερού σε λίτρα χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο αερίου στο STP (τυπική θερμοκρασία και πίεση):
$$ PV =NRT $$
Στο STP, η θερμοκρασία είναι 273 Κ και η πίεση είναι 1 atm. Η ιδανική σταθερά αερίου είναι r =0.08206 L ATM/mol K.
$$ v_ {h_2o} =\ frac {n_ {h_2o} rt} {p} =\ frac {2.125 \ text {mol} \ times 0.08206 \ text {l atm/mol} \ times 273 \ text {k}} {1 \ text {atm} $}
$$ v_ {h_2o} =48.6 \ text {l} $$
Ως εκ τούτου, 34 γραμμάρια αερίου οξυγόνου και 6,0 γραμμάρια υδρογόνου στο STP μπορούν να παράγουν 48,6 λίτρα νερού.
