Przeprowadzono syntezę wodoru i azotu w celu otrzymania amoniaku. Oblicz, ile dm3 NH3 otrzymano, jeśli użyto 30 dm3 wodoru i 85 dm3 azotu.
proszę o wytłumaczenie dlaczego liczymy na wodorze
proszę o wytłumaczenie dlaczego liczymy na wodorze
Poneważ mamy tutaj 2 dane dotyczące substratów, jedną trzeba wyeliminowac w celu wyliczenia ile tego amoniaku powstało..
W jaki sposób?
Załóżmy, że mieszamy te dwie substancje gazowe - wodór i azot.
Jedna w nich musi być w nadmiarze, jeżeli podano w zadaniu dwie masy substratów.
Miałaś już styczność ze stechiometrycznym równaniem reakcji? Tam mając jeden substrat lub produkt mogłaś obliczyć którykolwiek aby zareagował w całości czyli w 100% wydajności.
Tak samo jest tutaj, musimy wybrać obojętnie któryś z tych substratów i zobaczyć, jaka ilość drugiego substratu jest potrzeba do zainicjowania reakcji.
Niezależnie który substrat wybierzemy do sprawdzenia, wynik nam się będzie zgadzać.
Na początek równanie reakcij, zawsze!
N2 + 3H2 ---> 2NH3
Tak więc wybiorę sobie, że na azocie sprawdzę (równie dobrze mogę wybrać na wodorze, wyjdzie na to samo)
Mamy podane, że jest 85 dm3 azotu, zakładamy, że jeśli nie ma mowy o innych warunkach niż normalne, bierzemy te pod uwagę.
1 mol w warunkach normalnych to 22,4 dm3
Więc 1 mol N2 to 22,4 dm3 a 3 mole H2 to 3 x 22,4 dm3 = 67,2 dm3
Sprawdzę, ile potrzeba wodoru przy dokładnie 85 dm3 azotu (ile przereaguje w całości)
Jeśli 22,4 dm3 azotu to to samo co 67,2 dm3 wodoru
to 85 dm3 azoru jest to samo co x dm3 wodoru
22,4 dm3 - 67,2 dm3
85 dm3 - x dm3
x= 255 dm3 wodoru - tyle go trzeba, aby reakcja przebiegła w stosunku stechiometrycznym
Czyli podsumowując potrzeba 255 dm3 wodoru do zainicjowania reakcji z 85 dm3 azotu
I teraz jest ważna rzecz.
Jeśli zmieszamy te dwie objętości gazów np. w zamnietym naczyniu które nie są stechiometryczne, jeden z nich będzie w nadmiarze a drugi w niedomiarze. Oznacza to, że jeden z nich przereaguje całkowicie a drugi nie (zostanie go trochę w naczyniu z powstałym produktem).
Więc w mieszaninie poreakcyjnej jest produkt + trochę nieprzereagowanego gazu z substratów który był w nadmiarze. Więc nie może być 100% pewności ile powstało danego gazu jeśli wezmiemy substrat który był w nadmiarze - on nie przereaguje całkowicie w wyniku czego jest on w ostatecznym produkcie i lata sobie gdzieś oddzielnie :)
Aby mieć pewność, że substrat przereagował całkowicie, trzeba wziąć ten który jest w niedomiarze, bo po tym poznamy że nic z niego nie zostało, jest tylko w produkcie.
Tak więc, obliczyłam ile stechiometrycznie powinno być wodoru w stusunku do azoru aby produkt składał się tylko z tych gazów a nie że coś lata sobie oddzielnie bo było w nadmiarze.
Wracając....
Wyszło, że do zainicjowania reakcji gdzie znajduje się 85 dm3 wodoru potrzeba nam 255 dm3 wodoru i wtedy nic nie będzie w nadmiarze.
Ale w zadaniu jest podane, że mamy do dysposycji 30 dm3 wodoru
Więc jest on w niedomiarze (bo jest go mniej niż powinno być, jeśli byłoby go więcej np. 330 dm3 to wtedy byłby on w nadmiarze i trzebaby było brać pod uwagę objętość azotu) i dlatego bierzemy go pod uwagę.
Czyli azot jest w nadmiarze więc on po reakcji jeszcze sobie lata z amoniakiem i wtedy byłby błędny wynik jeśli zaczęłabyś liczyć względem azotu.
Teraz wiemy, że należy liczyć na wodorze.
I ustalamy normalne proporcje.
3 x 22,4 dm3 wodoru to 2 x 22,4 dm3 amoniaku
30 dm3 wodoru to x dm3 amoniaku
x= 20 dm3 amoniaku
Odp. W wyniku reakcji otrzymano 20 dm3 amoniaku.
Starałam się to dobrze wytłumaczyć, ale jeśli miałabyś jeszcze jakieś pytania to pisz śmiało!
Pozdrawiam :)