Volumen de amoniaco al reaccionar 10 kg de nitrógeno

, por F_y_Q

Una forma de sintetizar el gas amoniaco (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:

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


Vamos a convertir la masa de nitrógeno en moles y luego aplicamos la estequiometría para calcular los moles de amoniaco que se obtienen:
10\ \cancel{kg\ N_2}\cdot \frac{10^3\ \cancel{g}}{1\ \cancel{kg}}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{17\ \cancel{g}}\cdot \frac{2\ mol\ NH_3}{1\ \cancel{mol\ N_2}} = 1.18\cdot 10^3\ mol\ NH_3
Solo nos queda calcular el volumen de amoniaco en las condiciones de P y T dadas. Para ello usamos 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}} = \bf 299\ L\ NH_3