Question

Obliczyc ile moli HNO3 mozna teoretycznie otrzymac z jednego mola azotu przy zalozeniu ze:
a) rezygnuje sie z utleniania tlenku azotu wywiazujacego sie w ostatnim etapie procesu
b) wykorzystuje sie w 100% tlenek azotu powstajacy w ostatnim etapie procesu, a tlen i woda sa uzywane w nadmiarze.
odp a) 1,33mola b) 2 mole

Answer 1

Witaj :)
Piękne, przekrojowe zadanko, za które orły, sokoły coś się wziąć nie zechciały!
a)
6N2 + 18H2------------->12NH3
12NH3 + 15O2---------->12NO + 18H2O
12NO + 6O2------------->12NO2
12NO2------------------->6N2O4
6N2O4 + 4H2O---------->8HNO3 + 4NO
-----------------------------------------------------
6N2 + 18H2 + 21*O2---->8HNO3 + 4NO +14H2O
n HNO3 : n N2 = 8 : 6 = 1,333 : 1

b)
W powyższej reakcji z 6 moli N2 otrzymano 8 moli HNO3, ale pozostały
4 mole NO, ktore dadzą reakcje :
4NO + 2O2---------------->4NO2
4NO2---------------------->2N2O4
2N2O4 + (4/3)H2O------>(8/3)HNO3 + (4/3)NO
W następnym etapie
(4/3)NO------------------>(2/3)N2O4
(2/3)N2O4 + 4/9H2O--->(8/9)HNO3 + (4/9)NO

Widać z tego, że kolejne porcje otrzymywanego HNO3 stanowią szereg geo-
metryczny 8moli, 8/3mola, 8/9mola.......o a1 = 8 moli i ilorazie q = 1/3,
którego suma S = a1/[1-q] = 8/[1-1/3] = 8/[2/3] = 12moli HNO3 otrzymanych
z 6 moli N2, co oznacza 2mole HNO3 z 1mola N2 przy 100% wykorzystaniu
powstającego ciągle, ale w coraz mniejszych ilościach, tlenku azotu.

Semper in altum............................pozdrawiam