Zadanie 17 Gazową mieszaninę N₂ i H₂ wprowadzono do reaktora, w którym w odpowiednich warunkach p, T i zastosowaniem katalizatora zaszła rekcja : N2(e) +3H2(g) 2NH3(e) Po przereagowaniu 30% użytego azotu w mieszaninie stwierdzono obecność N₂ w ilości 10,5 cm³ i H₂ w ilości -36,5cm³ .Objętości gazów mierzono w tych samych warunkach p i T. Oblicz % objętościowy N₂ w mieszaninie wyjściowej, wynik podaj w liczbach całkowitych. Obliczenia:
Verified answer
Odpowiedź:
Załóżmy, że początkowa objętość N₂ w mieszance wynosi V(N₂), a początkowa objętość H₂ wynosi V(H₂). Ponieważ zareagowało 30% użytego azotu, objętość N₂, która zareagowała wynosi 0,3V(N₂). Zgodnie z zrównoważonym równaniem chemicznym, na każdą 1 objętość N₂, która reaguje, reagują 3 objętości H₂. Więc objętość H₂, która zareagowała wynosi 0,9V(N₂).
Po reakcji pozostała objętość N₂ wynosi 10,5 cm³, a pozostała objętość H₂ wynosi -36,5 cm³. Możemy więc zapisać dwa równania: V(N₂) - 0.3V(N₂) = 10.5 V(H₂) - 0.9V(N₂) = -36.5
Rozwiązując te równania jednocześnie, znajdujemy, że V(N₂) = 15 cm³ i V(H₂) = 49,5 cm³.
Początkowa objętość mieszanki wynosi V(N₂) + V(H₂) = 15 + 49,5 = 64,5 cm³.
Więc procent objętościowy N₂ w początkowej mieszance wynosi (V(N₂) / (V(N₂) + V(H₂))) * 100% = (15 / 64.5) * 100% ≈ 23%.