Primero, escribamos la ecuación química balanceada para la reacción entre N2 y H2 para formar NH3:
$$N_2 + 3H_2\flecha derecha 2NH_3$$
A continuación, debemos determinar el reactivo limitante. Para hacer esto, necesitamos comparar el número de moles de cada reactivo.
A temperatura ambiente (0 °C y 1 atm), 1 litro de N2 contiene (1 L / 22,4 L/mol) =0,0446 mol de N2, y 1 litro de H2 contiene (1 L / 22,4 L/mol) =0,0446 mol de H2.
Según la ecuación química balanceada, 1 mol de N2 reacciona con 3 moles de H2. Por lo tanto, necesitamos 0,0446 mol * 3 =0,1338 mol de H2 para reaccionar completamente con 0,0446 mol de N2.
Como sólo tenemos 0,0446 moles de H2, es el reactivo limitante.
Ahora podemos usar la estequiometría de la ecuación química balanceada para determinar cuántos moles de NH3 se producirán.
Dado que 1 mol de H2 reacciona para producir 2 moles de NH3, 0,0446 mol de H2 producirán 0,0446 mol * 2 =0,0892 mol de NH3.
Finalmente, podemos utilizar la ley de los gases ideales para determinar el volumen de NH3 producido. A temperatura ambiente, 1 mol de cualquier gas ocupa 22,4 litros. Por tanto, 0,0892 mol de NH3 ocuparán 0,0892 mol * 22,4 L/mol =1,99 litros.
Por lo tanto, 2 litros de N2 y H2 al completarse la reacción darían 1,99 litros de NH3.
