Volumen de amoniaco al reaccionar 10 kg de nitrógeno (6149)

, por F_y_Q

Una forma de sintetizar el gas amoniaco (\ce{NH_3}) es combinando los gases nitrógeno y oxígeno a temperaturas y presiones extremadamente altas. Escribe la ecuación balanceada y calcula qué volumen de amoniaco se obtiene cuando 10 kg de nitrógeno se combinan con hidrógeno en exceso a 500 ^oC y 250 atm.


SOLUCIÓN:

La reacción de síntesis del amoniaco es:

\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3}}}


Una forma de calcular el volumen de amoniaco es convertir la masa de nitrógeno en moles y luego aplicar la estequiometría para calcular los moles de amoniaco que se obtienen:

10\ \cancel{\ce{kg\ N2}}\cdot \frac{10^3\ \cancel{g}}{1\ \cancel{kg}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{17\ \cancel{g}}\cdot \frac{2\ \ce{mol\ NH3}}{1\ \cancel{\ce{mol\ N2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.18\cdot 10^3}\ \textbf{\ce{mol\ NH3}}}

Ahora calculas el volumen de amoniaco en las condiciones de P y T dadas. Para ello usas la ecuación de los gases ideales:

V = \frac{nRT}{P} = \frac{1.18\cdot 10^3\ \cancel{mol}\cdot 0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{mol}}\cdot 773\ \cancel{K}}{250\ \cancel{atm}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{299\ \ce{L\ NH3}}}}


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