Oblicz, ile metrów sześciennych...- Zadanie 14.1: Chemia Witowskiego. Tom 2. 2005-2025

Rozwiązanie

Wiemy, że otrzymano 30,6 kg amoniaku przy wydajności reakcji 30%. Obliczmy, ile amoniaku uda się otrzymać przy wydajności 100%:

$30% 100% - - 30, 6 kg x$

$x = \frac{100% \cdot 30 , 6 kg}{30%}$

$x = 102 kg$

$x = 102000 g$

Zatem przy 100% wydajności reakcji można otrzymać 102 kg tego gazu - obliczamy liczbę moli amoniaku (NH₃, M = 17 g/mol) znajdującą się w jego próbce o podanej masie:

$n = \frac{m}{M}$

gdzie:

n - liczba moli,

m - masa,

M - masa molowa.

$n_{NH X_{3}} = \frac{102000 g}{17 \frac{g}{mol}}$

$n_{NH X_{3}} = 6000 mol$

Na podstawie stechiometrii omawianej reakcji:

$y N X_{2} X_{(g)} + z 3 H X_{2} X_{(g)} 6000 mol 2 NH X_{3} X_{(g)}$

Obliczamy liczby moli wodoru i azotu potrzebne do otrzymania 6000 mol amoniaku:

$1 mol N X_{2} y - - 2 mol NH X_{3} 6000 mol NH X_{3}$

$y = \frac{1 mol \cdot 6000 mol}{2 mol}$

$y = 3000 mol (N X_{2})$

$3 mol H X_{2} z - - 2 mol NH X_{3} 6000 mol NH X_{3}$

$z = \frac{3 mol \cdot 6000 mol}{2 mol}$

$z = 9000 mol (H X_{2})$

Znając masę molową wodoru (H₂, M = 2 g/mol) obliczamy jego masę:

$n = \frac{m}{M} \Rightarrow m = n \cdot M$

$m_{H X_{2}} = 9000 mol \cdot 2 \frac{g}{mol}$

$m_{H X_{2}} = 18000 g$

$m_{H X_{2}} = 18 kg$

Wiedząc, że 1 mol gazu zajmuje w warunkach normalnych objętość równą 22,4 dm³ obliczamy objętość azotu:

$1 mol 3000 mol - - 22, 4 d m^{3} V_{N X_{2}}$

$V_{N X_{2}} = \frac{3000 mol \cdot 22 , 4 d m ^{3}}{1 mol}$

$V_{N X_{2}} = 67200 d m^{3}$

$V_{N X_{2}} = 67, 2 m^{3}$

Odpowiedź: Aby otrzymać 30,6 kg amoniaku (przy 30% wydajności reakcji) należy użyć 18 kg wodoru oraz 67,2 m³ azotu.

Wiktor Krawczyk

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.