Paso 1:Calcular el número de moles de gas hidrógeno (H2)
Podemos usar la ley de los gases ideales:
PV =nRT
donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles, R es la constante del gas ideal y T es la temperatura.
Suponiendo temperatura y presión estándar (STP), donde P =1 atm y T =0 °C (273,15 K), tenemos:
n(H2) =PV/RT =(1 atm)(250,3 L)/(0,08206 L atm/mol K)(273,15 K)
norte(H2) =10,64 moles
Paso 2:determinar el reactivo limitante
De la ecuación química balanceada para la reacción entre hidrógeno y nitrógeno para producir amoníaco:
N2 + 3H2 -> 2NH3
Podemos ver que 1 mol de nitrógeno (N2) reacciona con 3 moles de hidrógeno (H2). Por lo tanto, necesitamos comparar la cantidad de moles de hidrógeno disponibles (10,64 mol) con la cantidad de moles de nitrógeno necesarios (10,64 mol / 3 =3,55 mol).
Como tenemos un exceso de nitrógeno, el hidrógeno será el reactivo limitante.
Paso 3:Calcular el rendimiento teórico de amoníaco (NH3)
De la ecuación química balanceada, sabemos que 3 moles de hidrógeno producen 2 moles de amoníaco. Por tanto, el rendimiento teórico de amoníaco se puede calcular de la siguiente manera:
norte(NH3) =(2/3) × norte(H2)
norte(NH3) =(2/3) × 10,64 moles
norte(NH3) =7,09 moles
Paso 4:Calcula la masa de amoníaco (NH3)
Finalmente, podemos calcular la masa de amoniaco (NH3) producida usando su masa molar (17,04 g/mol):
masa(NH3) =n(NH3) × masa molar(NH3)
masa(NH3) =7,09 mol × 17,04 g/mol
masa(NH3) =120,8 g
Por tanto, la masa de amoníaco producida en esta reacción es 120,8 gramos.
