W zbiorniku z ruchomym nieważkim tłokiem zmieszano amoniak z powietrzem, stosując przy tym 100% nadmiaru tlenu. Po zakończeniu reakcji przebiegającej 100% wydajnością, w zbiorniku znajdowało się między innymi 12dm3 tlenku azotu (II). Oblicz % zawartość objętościową tlenu w mieszaninie poreakcyjnej.
Według odpowiedzi powinno być 9,5%
Według odpowiedzi powinno być 9,5%
4NH₃ + 5O₂ -----> 4NO + 6H₂O
Zakładamy, że warunki nie zmieniają się w trakcie trwania eksperymentu i cały eksperyment pozwala na utrzymanie reagentów w stanie gazowym.
(1) Wyznaczamy objętości poszczególnych substancji przed reakcją.
V₀NH₃ = VNO = 12 dm³
V₀O₂ = 5/4 * V₀NH₃ * 2 = 5/4 * 2 * 12 dm³ = 30 dm³
Ale użyto powietrza, a nie czystego tlenu, więc:
V₀powietrza = V₀O₂ : 21% * 100% = 30 dm³ : 21/100 = 140 dm³
(2) Obliczamy ile poszczególnych gazów powstało/pozostało po zajściu reakcji.
VNO = 12 dm³
VH₂O = 6/4 * VNO = 6/4 * 12 dm³ = 18 dm³
Vpowietrza = V₀powietrza - 1/2 * V₀O₂ = 140 dm³ - 1/2 * 30 dm³ = 125 dm³
(3) Wyznaczamy zawartość objętościową tlenu w mieszaninie poreakcyjnej.
%VO₂ = VO₂ : (Vpowietrza + VH₂O + VNO) * 100%
%VO₂ = 15 dm³ : (125 dm³ + 18 dm³ + 12 dm³) * 100% = 9,67%
(-_-(-_-)-_-)