L’équation chimique équilibrée de la réaction est :
$$N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$$
Selon l'équation, 1 mole d'azote réagit avec 3 moles d'hydrogène. Par conséquent, 0,1 mole d’hydrogène nécessite 1/3 mole d’azote pour réaliser une réaction complète.
En utilisant la loi des gaz parfaits, $$PV =nRT$$ où P est la pression, V est le volume, n est le nombre de moles, R est la constante des gaz parfaits et T est la température.
On peut réorganiser l'équation pour calculer le volume d'azote :$$V =\frac{nRT}{P}$$
Donné:
- Température, $$T =215 °C + 273 =488 K$$ (Conversion de Celsius en Kelvin)
- Pression, $$P =715 mmHg =715/760 =0,941 atm (Conversion de mmHg en atm)$$
- Nombre de moles d'azote, $$n =\frac{1}{3} \times 0,1 =0,033 mol$$
- Constante du gaz, $$R =0,08206 L * atm / mol * K$$
Brancher les valeurs :$$V =\frac{(0,033 mol) \times (0,08206 L * atm / mol * K) \times (488 K)}{0,941 atm}$$ $$V \environ 1,14 L$$
Par conséquent, il faudrait environ 1,14 litre d’azote à 215 °C et 715 mmHg pour réagir avec 0,1 mole d’hydrogène et produire de l’ammoniac.
