$$N_2 + 3H_2\flecha derecha 2NH_3$$

Para determinar la masa al final de la reacción, necesitamos calcular el reactivo limitante. Este es el reactivo que se consume por completo en la reacción, lo que limita la cantidad de producto que se puede formar.

Para calcular el reactivo limitante, podemos comparar las relaciones molares reales de los reactivos con las relaciones molares estequiométricas de la ecuación química balanceada.

Primero calculamos los moles de cada reactivo:

$$Moles \ de \ N_2 =45 g / 28 g/mol =1,61 mol$$

$$Moles \ de \ H_2 =30 g / 2 g/mol =15 mol$$

A continuación calculamos la relación molar de los reactivos:

$$Mole \ relación \ de \ N_2 \ a \ H_2 =1,61 mol / 15 mol =0,107$$

La relación molar estequiométrica de N2 a H2 de la ecuación química balanceada es 1:3, lo que equivale a 0,333.

Al comparar la relación molar real con la relación molar estequiométrica, podemos ver que el N2 es el reactivo limitante porque su relación molar real es menor que la relación molar estequiométrica. Esto significa que todo el N2 se consumirá en la reacción y la cantidad de NH3 producida estará limitada por la cantidad de N2 disponible.

Para calcular la masa de NH3 producida, utilizamos la estequiometría de la ecuación química balanceada. Por cada mol de N2 que reacciona se producen 2 moles de NH3. La masa molar del NH3 es 17 g/mol.

$$Moles \ de \NH_3\ producidos =1.61 mol \ N_2 \times 2 mol \ NH_3 / 1 mol \ N_2 =3.22 mol \ NH_3$$

$$Masa \ de \ NH_3 \ producida =3,22 mol \ NH_3 \times 17 g/mol =54,54 g$$

Por tanto, la masa al final de la reacción será de 54,54 g de NH3.