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Reacción química: reactivos gaseosos 0002

El amoniaco se puede obtener a partir de nitrógeno e hidrógeno, dándose la reacción en estado gaseoso. Si la temperatura del proceso es 145 ºC y la presión 1 atm:

a) Escribe y ajusta la reacción.

b) Calcula la masa de amoniaco que se obtendrá cuando reaccionen 200 L de hidrógeno con exceso de nitrógeno.

c) ¿Cuál será el volumen de amoniaco obtenido en las condiciones del proceso?

d) ¿Qué tipo de reacción es la que se produce?

Datos: N = 14 ; H = 1

SOLUCIÓN

a) Los reactivos son diatómicos porque son gases. Las especies del proceso son: N_2, H_2 y NH_3. La reacción ajustada es:

\bf N_2(g) + 3H_2(g)\ \to\ 2NH_3(g)


b) Primero vamos a determinar los moles de hidrógeno que reaccionan:

PV = nRT\ \to\ n = \frac{PV}{RT} = \frac{200\ L\cdot 1\ atm}{0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 418\ K} = 5,83\ mol\ H_2


Mirando la estequiometría de la reacción, 3 mol de hidrógeno producen 2 mol de amoniaco:

5,83\ mol\ H_2\cdot \frac{2\ mol\ NH_3}{3\ mol\ H_2} = 3,89\ mol\ NH_3


Tenemos en cuenta que la masa molecular del amoniaco es 1·14 + 3·1 = 17 g/mol:

3,89\ mol\ NH_3\cdot \frac{17\ g}{1\ mol} = \bf 66,07\ g\ NH_3

c) El volumen de amoniaco que corresponde a los moles calculados, en las condiciones de P y T es:

PV = nRT\ \to\ V = \frac{nRT}{P} = \frac{3,89\ mol\cdot 0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 418\ K}{1\ atm} = 133,33\ L\ NH_3


d) Reacción de formación o síntesis

 

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