Ideální plyny
Dusík a vodík ve hmotnostním poměru N2:H2 = 10:1 byly zavedeny do nádoby konstantního objemu. Je-li celkový tlak v nádobě 0,25 MPa, určete parciální tlaky jednotlivých plynů.
Uvažujte dále, že v nádobě proběhne syntéza amoniaku z těchto prvků, a to tak, že se dosáhne maximální možné konverze (vzhledem k danému poměru reaktantů). Vypočtěte, jaký pak bude tlak v nádobě, víte-li, že veškerý vzniklý amoniak se bude nacházet v plynné fázi a že teplota je stále konstantní.
Ar(N) = 14, Ar(H) = 1
Uvažujte ideální chování všech složek plynné směsi.
Výsledky: p(H2) = 0,15 MPa, p(N2) = 0,10 MPa, p(celkový) = 0,15 MPa
Uvažujte dále, že v nádobě proběhne syntéza amoniaku z těchto prvků, a to tak, že se dosáhne maximální možné konverze (vzhledem k danému poměru reaktantů). Vypočtěte, jaký pak bude tlak v nádobě, víte-li, že veškerý vzniklý amoniak se bude nacházet v plynné fázi a že teplota je stále konstantní.
Ar(N) = 14, Ar(H) = 1
Uvažujte ideální chování všech složek plynné směsi.
Výsledky: p(H2) = 0,15 MPa, p(N2) = 0,10 MPa, p(celkový) = 0,15 MPa
Odpovědi
Diskuze
m1:m2 = 10:1; když za hmotnost dosadíme n*M, dostaneme
n1*28/n2*2 = 10 =>28*n1 = 20*n2 => n1/n2 = 20/28 = 0,7143 => n1 = 0,7143; n2 = 1.
Celkové látkové množství plynu 1,7143 mol. p1 = 0,25*0,7143/1,7143 = 0,1042MPa; p2 = 0,1458MPa.
Z rovnice N2 + 3H2 = 2NH3 najdeme pro rozsah reakce N2: 0,7143/1; H2 = 1/3 = 0,3333.
Rozhodující je tedy látkové množství vodíku. Ten zreaguje všechen, kromě něj zreaguje
n1 = n2/3 = 0,3333, nezreagováno zůstane 0,7143-0,3333 = 0,381 mol N2. Z rovnice vyplývá, že
n3 = (2/3)*n2 = 0,6667mol. Celkové látkové množství směsi je 0,6667 + 0,381 = 1,0477 mol.
Ze stavové rovnice: p*V = n*R*T => p = n*(R*T/V); pokud je čklen v závorce konstantní (konstantní T a V - uzavřený reaktor), pak p/n = konst. a p(1)/n(1) = p(2)/n(2) (indexy v závorkách označují počáteční (1) a konečný (2) stav)
0,25/1,7143 = p(2)/1,0477 => p(2) = 1,0477*0,25/1,7143 = 0,1528 MPa.
OK?