zad 6 maj 2017

Synteza amoniaku odbywa się zgodnie z równaniem: N2+3H2 →2NH3 Z równania odczytujemy, że stechiometryczny stosunek molowy substratów wynosi 1:3. Obliczmy teraz, w jakim stosunku zmieszano faktycznie substraty. Przyjmijmy, że objętość mieszaniny przed reakcją wynosi 1 dm3. Zatem występuje w niej 0,75 dm3 wodoru i 0,25 dm3 azotu. Stosunek objętości azotu do wodoru wynosi 1:3 i jest równy stosunkowi molowemu tych gazów. Z tego wynika, że substraty zmieszano w stosunku stechiometrycznym. Obliczmy, ile amoniaku powstałoby przy 100% wydajności: H2 ----NH3 3 mol ----2 mol 0,75 dm3 ----x 0,75 𝑑𝑚* ∙ 2 𝑚𝑜𝑙 𝑥= = 0,5𝑑𝑚* 3 𝑚𝑜𝑙 Wydajność reakcji wynosi 93%, zatem faktycznie powstanie 0,5𝑑𝑚* ∙ 93% = 0,465𝑑𝑚* amoniaku. Żeby obliczyć skład mieszaniny, narysujmy tabelę: Substancja Ilość przed Zmiana Ilość po N2 0,25 dm3 -x=0,2325 dm3 0,0175 dm3 3 3 H2 0,75 dm -3x=0,6975 dm 0,0525 dm3 NH3 0 dm3 +2x=0,465 dm3 0,465 dm3 Korzystając z powyższej tabeli, obliczmy zawartość procentową amoniaku w mieszaninie: 𝑉 = 0,0175 𝑑𝑚3 + 0,0525 𝑑𝑚3 + 0,465 𝑑𝑚3 = 0,535 𝑑𝑚3 0,465 𝑑𝑚3 %𝑁𝐻* = ∙ 100% ≈ 86,9% 0,535 𝑑𝑚3