Question

La trecerea unui amestec ce conţine volume egale de azot și hidrogen pe catalizator au reacționat 60 % de hidrogen. Calculați partea de volum a fiecărui gaz din amestecul obținut.​

Answer 1

Răspuns:

Propunerea de rezolvare !

Datele problemei

• avem reactia chimica dintre H₂ si N₂ cu formare de NH₃, in prezenta catalizatorului, la temperatura si presiune:

N₂ gaz + 3 H₂ gaz ↔ 2 NH₃ gaz

• volumul de N₂ (L)= volumul de H₂ (L) si se considera masurate in conditii normale de temperatura si presiune (c.n.) . Notam volumul de N₂ si volumul de H₂ cu V (L, c.n.)
• reactioneaza 60% din volumul de H₂ introdus, adica (60%/100%).V= 0,6 V (L) de H₂ reactionat
• ramane H₂ nereactionat =  100%-60%=40% = (40%/100%)=0,40.V (L), care trece in amestecul de gaze rezultate din reactia chimica
• volumul de N₂ (L) consumat  stoechiometric de 0,6 . V (L) H₂ = x (L), masurat in c.n.
• volumul de N₂ (L) ramas nereactionat din volumul V, intrat in reactor =V - x
• volumul de NH₃ (L) format stoechiometric de 0,6 .V (L) de H₂=y (L) masurat in cn.
• amestecul de gaze care iasa din reactie contine: 0,4 .V de H₂ nereactionat, (V-x) N₂ nereactionat și un volum de NH₃ (y) obtinut.
• compozitia procentuala a amestecului de gaze obtinut (%H₂ nereactionat, % N₂ nereactionat, % NH₃) =?

Calcule

• calculam volumul de N₂ (x, L) consumat stoechiometric de 0,6V (L, c.n.) de H₂

x (L) N₂......... 0,6 V (L) H₂

        N₂   +     3 H₂             ↔ 2 NH₃

      1mol............3mol

22,4L/mol.........3.22,4 L/mol

x, N₂ = 22,4 L/mol.0,6V / 3.22,4 L/mol=0,2 V (L)

• calculam volumul de NH₃ (y, L) format stoechiometric de 0,6.V (L) de H₂ (c.n.)

          0,6 (L) H₂........y(L) NH₃

N₂   +   3 H₂        ↔  2 NH₃

           3 moli..............2 moli

         3. 22,4L/mol.....2.22,4 L/mol

y(L) NH₃= 0,6 V .2.22,4 L/mol/ 3.22,4 L/mol = 0,4 . V (L)

• calculam volumele de N₂ si volumul de H₂ nereactionate:

V N₂ nereactionat = V N₂ intrat in reactie - 0,2 V N₂ consumat=0,8 V

V H₂ nereactionat = V H₂ intrat in reactie -0,6 V H₂ consumat = 0,4 V (sau vezi calculul din datele problemei)

• calculam volumul amestecului de gaze obtinut, care iasa din reactor:

V amestec de gaze obtinut dupa reactia chimica=V N₂ nereactionat + V H₂ nereactionat + V NH₃ format = 0,2V+0,4V+0,4V=V

• compozitia procentuala de volum a amestecului obtinut este:

%H₂ = V H₂nereactionat .100% / V amestec = 0,4 V .100%/V=40%

%N₂=V N₂ nereactionat .100%/ V amestec = 0,2 V.100% /V=20%

% NH₃= V NH₃ obtinut .100%/V amestec =0,4.100%/V =40%

R: 40% H₂ , 20% N₂, 40% NH₃

Sper, sa va ajute, aceasta varianta!

Explicație: