Dane: 

${\mathrm{V}}_{{\mathrm{H}}_2}=70\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$   

${\mathrm{V}}_{\mathrm{N}{}_2}=20\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$   

${\mathrm{V}}_{\mathrm{NH}{}_3}={20\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}^{}=0,02\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$  

Szukane: 

${\mathrm{V}}_{\text{k}\mathrm{H}{}_2}=?$   

${\mathrm{V}}_{\mathrm{k}\mathrm{N}{}_2}=?$    

Rozwiązanie: 

Zapisujemy równanie reakcji:     

$\begin{array}{ccccc}1\mathrm{mol}& & 3\mathrm{mol}& & 2\mathrm{mol}\\ \mathrm{N}{}_2& +& 3\mathrm{H}{}_2& \stackrel{\text{kat.}}{\to }& 2\mathrm{NH}{}_3\\ \mathrm{x}& & \mathrm{y}& & 0,2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

1 mol gazu doskonałego w warunkach normalnych zajmuje objętość 22,4 dm³.   

Ze stechiometrii reakcji wynika, że w wyniku reakcji 3 moli wodoru powstają 2 mole amoniaku.

Obliczamy, jaka objętość wodoru przereagowała jeśli otrzymano 0,02 dm³ amoniaku:  

$\begin{array}{ccc}3\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{H}{}_2& -& 2\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{NH}{}_3\\ \mathrm{y}& -& 0,02\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{NH}{}_3\end{array}$

$\mathrm{y}=\frac{3\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,02\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{2\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\mathrm{y}=0,03\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=30\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

Ze stechiometrii reakcji wynika, że 3 mole wodoru reagują z 1 molem azotu.

Obliczamy jaka  stechiometryczna objętość azotu przereagowała z 0,03 dm³ wodoru: 

$\begin{array}{ccc}1\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{N}{}_2& -& 3\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{H}{}_2\\ \mathrm{x}& -& 0,03\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{H}{}_2\end{array}$  

$\mathrm{x}=\frac{1\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,03\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{3\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\mathrm{x}=0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

 

Objętość substratów, które pozostały po reakcji w mieszaninie:  

${\mathrm{V}}_{\text{k}\mathrm{H}{}_2}={70\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}^{}-30{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}^{}=40\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$    

${\mathrm{V}}_{\mathrm{k}\mathrm{N}{}_2}=20{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}^{}-10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=10{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}^{}$     

 

Odpowiedź: Po reakcji w mieszaninie pozostało 10 cm³ azotu i 40 cm³ wodoru.