N2 + 3H2 → 2NH3
Naczynie A:
50 cm3 N2 i 20 cm3 H2,
22,4 dm3 azotu — 67,2 dm3 wodoru
0,05 dm3 azotu — x
x = 0,05 ∙ 67,2 : 22,4 = 0,15 [dm3 wodoru] — wodór jest w niedomiarze, a azot w nadmiarze
67,2 dm3 wodoru — 2 mole amoniaku
0,02 dm3 wodoru — y
y = 0,02 ∙ 2 : 67,2 = 5,95 ∙ 10-4 [mol amoniaku] — ilość otrzymanego amoniaku w naczyniu A
Naczynie B:
20 cm3 N2 i 50 cm3 H2.
22,4 dm3 azotu — 67,2 dm3 wodoru
0,02 dm3 azotu — z
z = 0,02 ∙ 67,2 : 22,4 = 0,06 [dm3 wodoru] — wodór jest w niedomiarze, a azot w nadmiarze
67,2 dm3 wodoru — 2 mole amoniaku
0,05 dm3 wodoru — s
s = 0,05 ∙ 2 : 22,4 = 1,48 ∙ 10-3 [mol amoniaku] — ilość otrzymanego amoniaku w naczyniu B
Odpowiedź: Więcej amoniaku otrzymano w naczyniu B.
Krok 1: Zapisz równanie reakcji i uzgodnij je.
N2 + 3H2 → 2NH3
Krok 2: Zwróć uwagę, że z jednego mola azotu i trzech moli wodoru powstają dwa mole amoniaku. Jeden mol gazu w warunkach normalnych zajmuje objętość 22,4 dm3, więc substratami stechiometrycznie jest 22,4 dm3 azotu i 67,2 dm3 wodoru.
Na tej podstawie sprawdzamy, który z substratów jest w obu naczyniach w nadmiarze i niedomiarze:
Naczynie A:
50 cm3 N2 i 20 cm3 H2,
22,4 dm3 azotu — 67,2 dm3 wodoru
0,05 dm3 azotu — x
x = 0,05 ∙ 67,2 : 22,4 = 0,15 [dm3 wodoru] — wodór jest w niedomiarze, a azot w nadmiarze
Naczynie B:
20 cm3 N2 i 50 cm3 H2.
22,4 dm3 azotu — 67,2 dm3 wodoru
0,02 dm3 azotu — z
z = 0,02 ∙ 67,2 : 22,4 = 0,06 [dm3 wodoru] — wodór jest w niedomiarze, a azot w nadmiarze
Krok 3: Do obliczeń używamy substratu w niedomiarze, bo to on przereaguje w całości. Na podstawie zużytego wodoru w obu naczyniach możemy ułożyć proporcje, by dowiedzieć się, ile moli amoniaku powstało.
Naczynie A:
0,02 dm3 wodoru — y
y = 0,02 ∙ 2 : 67,2 = 5,95 ∙ 10-4 [mol amoniaku]
Naczynie B:
67,2 dm3 wodoru — 2 mole amoniaku
0,05 dm3 wodoru — s
s = 0,05 ∙ 2 : 22,4 = 1,48 ∙ 10-3 [mol amoniaku]
Porównaj wyniki. Więcej amoniaku jest w naczyniu B.