Πόσες γραμμομονείς θα παραμείνουν το αντιδραστήριο εάν οι 1,39 Ν και 3,44 ώρες αντιδρούν για να σχηματίσουν αμμωνία να μάθουν πώς τα γραμμάρια μπορούν να σχηματιστούν περιορίζοντας το αντιδραστήριο;
Κατανόηση της αντίδρασης
Η αντίδραση που περιγράφετε είναι η σύνθεση της αμμωνίας:
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
1. Προσδιορισμός του περιοριστικού αντιδραστηρίου
* moles αζώτου (n₂): Έχετε παράσχει 1,39 N, αλλά αυτό πρέπει να ερμηνευτεί ως moles αζώτου αζώτου (N₂). Υποθέτοντας ότι αυτή είναι η σωστή τιμή, έχουμε 1,39 moles του n₂.
* moles υδρογόνου (h₂): Παρομοίως, πρέπει να ερμηνεύσουμε τις παρεχόμενες 3,44 ώρες ως γραμμομορείς αερίου υδρογόνου (Η). Έτσι έχουμε 3,44 moles του H₂.
Για να βρούμε το περιοριστικό αντιδραστήριο, πρέπει να συγκρίνουμε την αναλογία mole των αντιδραστηρίων με την στοιχειομετρική αναλογία στην ισορροπημένη εξίσωση:
* αζώτου: Η ισορροπημένη εξίσωση μας λέει ότι 1 mole του N₂ αντιδρά με 3 moles του H₂.
* υδρογόνο: Έχουμε 3,44 moles του H₂. Εάν όλα αντέδρασαν, θα απαιτούσε 3,44 moles του H₂ / 3 =1,15 moles του n₂.
Δεδομένου ότι έχουμε μόνο 1,39 moles n₂, άζωτο είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο. Αυτό σημαίνει ότι θα καταναλωθεί πλήρως πριν εξαντληθεί όλο το υδρογόνο.
2. Ο υπολογισμός των γραμμάρια αμμωνίας (NH₃) σχηματίστηκε
* moles αμμωνίας: Η ισορροπημένη εξίσωση δείχνει ότι 1 mole του n₂ παράγει 2 moles του NH₃. Δεδομένου ότι έχουμε 1,39 moles του N₂, μπορούμε να παράγουμε 1,39 moles * 2 =2,78 moles του NH₃.
* Μοριακή μάζα αμμωνίας: Η μοριακή μάζα του NH₃ είναι περίπου 17 g/mol (14 g/mol για Ν + 3 g/mol για Η).
* γραμμάρια αμμωνίας: Πολλαπλασιάστε τις γραμμομορείς της αμμωνίας με τη μοριακή μάζα:2,78 moles * 17 g/mol = 47,26 γραμμάρια NH₃ .
3. ΜΟΝΑΔΑ ΤΟΥ ΑΝΤΑΠΤΗΡΙΣΜΟΥ
* αζώτου: Όλο το άζωτο θα εξαντληθεί αφού είναι το περιοριστικό αντιδραστήριο.
* υδρογόνο: Για να προσδιορίσουμε πόσα υδρογόνο παραμένει, πρέπει να καταλάβουμε πόσο εξαντλείται από το άζωτο. Δεδομένου ότι το 1 mole του n₂ αντιδρά με 3 moles του H₂, 1,39 moles του N₂ θα αντιδράσει με 1,39 moles * 3 =4,17 moles του H₂.
* υπόλοιπο υδρογόνο: Ξεκινήσαμε με 3,44 moles του H₂ και χρησιμοποιήσαμε 4,17 moles, έτσι έχουμε 3,44 - 4,17 =-0,73 moles του H₂. Αυτό το αποτέλεσμα είναι αρνητικό, πράγμα που σημαίνει ότι θα εξαντλήσουμε το άζωτο πριν από το υδρογόνο.
Επομένως:
* Περιορισμός αντιδραστηρίου: Άζωτο (n₂)
* Grams της αμμωνίας που σχηματίστηκαν: 47.26 γραμμάρια
* moles αζώτου που απομένει: 0 κροταλίες
* moles του υδρογόνου που απομένει: 0 moles (αν και ο υπολογισμός δείχνει αρνητική τιμή, αυτό υποδεικνύει ότι όλο το άζωτο θα καταναλωθεί πριν από όλο το υδρογόνο)
