Το άζωτο και το υδρογόνο αντιδρούν για να σχηματίσουν αμμωνία. Εάν έχετε 45 g αζώτου με 30 υδρογόνο, ποια θα είναι η μάζα στο τέλος να περιλαμβάνει ενώσεις;
$$ n_2 + 3h_2 \ rightarrow 2nh_3 $$
Για να προσδιορίσουμε τη μάζα στο τέλος της αντίδρασης, πρέπει να υπολογίσουμε το περιοριστικό αντιδραστήριο. Αυτό είναι το αντιδραστήριο που καταναλώνεται πλήρως στην αντίδραση, περιορίζοντας την ποσότητα του προϊόντος που μπορεί να σχηματιστεί.
Για να υπολογίσουμε το περιοριστικό αντιδραστήριο, μπορούμε να συγκρίνουμε τις πραγματικές αναλογίες μολύνδεσης των αντιδραστηρίων με τους στοιχειομετρικούς αναλογίες γραμμομοχείων από την ισορροπημένη χημική εξίσωση.
Πρώτον, υπολογίζουμε τα γραμμομόρια κάθε αντιδραστηρίου:
$$ moles \ του \ n_2 =45 g / 28 g / mol =1,61 mol $$
$$ moles \ του \ h_2 =30 g / 2 g / mol =15 mol $$
Στη συνέχεια, υπολογίζουμε τον λόγο mole των αντιδραστηρίων:
$$ mole \ ratio \ του \ n_2 \ to \ h_2 =1,61 mol / 15 mol =0,107 $$
Η αναλογία των στοιχειομετρικών γραμμομορίων του Ν2 προς Η2 από την ισορροπημένη χημική εξίσωση είναι 1:3, η οποία ισοδυναμεί με 0,333.
Συγκρίνοντας την πραγματική αναλογία mole με την αναλογία των στοιχειομετρικών γραμμομορίων, μπορούμε να δούμε ότι το N2 είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο, επειδή ο πραγματικός λόγος του mole είναι μικρότερη από την αναλογία των στοιχειομετρικών μορίων. Αυτό σημαίνει ότι όλο το Ν2 θα καταναλωθεί στην αντίδραση και η ποσότητα του παραγόμενου NH3 θα περιοριστεί από το ποσό του N2 διαθέσιμου.
Για να υπολογίσουμε τη μάζα του NH3 που παράγεται, χρησιμοποιούμε την στοιχειομετρία της ισορροπημένης χημικής εξίσωσης. Για κάθε 1 mole του Ν2 που αντιδρά, παράγονται 2 moles του NH3. Η μοριακή μάζα του NH3 είναι 17 g/mol.
$$ moles \ του \ nh_3 \ παραγόμενο =1,61 mol \ n_2 \ times 2 mol \ nh_3 / 1 mol \ n_2 =3,22 mol \ nh_3 $$
$$ μάζα \ του \ nh_3 \ παραγόμενο =3,22 mol \ nh_3 \ φορές 17 g/mol =54,54 g $$
Επομένως, η μάζα στο τέλος της αντίδρασης θα είναι 54,54 g του NH3.
