Den balanserade kemiska ekvationen för reaktionen är:
$$N_2 + 3H_2 \högerpil 2NH_3$$
Enligt ekvationen reagerar 1 mol kväve med 3 mol väte. Därför kräver 0,1 mol väte 1/3 mol kväve för att uppnå fullständig reaktion.
Med hjälp av den ideala gaslagen, $$PV =nRT$$ där P är tryck, V är volym, n är antalet mol, R är den ideala gaskonstanten och T är temperatur.
Vi kan ordna om ekvationen för att beräkna volymen av kväve:$$V =\frac{nRT}{P}$$
Given:
- Temperatur, $$T =215 °C + 273 =488 K$$ (omvandlar Celsius till Kelvin)
- Tryck, $$P =715 mmHg =715/760 =0,941 atm (omvandlar mmHg till atm)$$
- Antal mol kväve, $$n =\frac{1}{3} \times 0,1 =0,033 mol$$
- Gaskonstant, $$R =0,08206 L * atm/mol * K$$
Pluggar in värdena:$$V =\frac{(0,033 mol) \times (0,08206 L * atm / mol * K) \times (488 K)}{0,941 atm}$$ $$V \ca 1,14 L$$
Därför skulle cirka 1,14 liter kväve vid 215 °C och 715 mmHg krävas för att reagera med 0,1 mol väte och producera ammoniak.
