Volume a "parità di condizioni"

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

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Salve! Uno degli esercizi proposti dal mio professore chiedeva di calcolare il volume dell'ammoniaca che si produceva dalla combinazione di azoto e idrogeno molecolare N2+(3)H2->(2)NH3


dell'idrogeno e dell'azoto si sapeva che erano presenti rispettivamente in 150L e 300L calcolati alle stesse condizioni di temperatura e pressione.
Ho impostato allora un sistema considerando un campione di 100g di soluzione gassosa e ho così scritto


{x*PesoAtomico di (N2) + y*PesoAtomico di (H2)=100


{x=2y



Dove x e y rappresentano rispettivamente il numero di moli di azoto molecolare e di idrogeno molecolare.

L'ultima eq l'ho tirata fuori assumendo che Volume(N2)=2Volume(H2) e semplificando nell'eq dei gas perfetti P,T e dal momento che sono calcolati a parità di temperatura e pressione.



Andando al sodo.. Ho ricavato le moli di Idrogeno e Azoto, individuato tra i due il reagente limitante e determinato attraverso il rapporto dei coefficienti stechiometrici il numero di moli di NH3. Normalmente avrei trovato il volume con la formula dei gas perfetti ma dal momento che il testo dice che anche il volume di NH3 deve essere calcolato alle stesse condizioni di temperatura e pressione ho difficoltà a impostare la giusta relazione! In più chiede anche la concentrazione in volume e in peso dei componenti della miscela.. altra richiesta a cui non so rispondere



Spero possiate aiutarmi, ci sono una caterva di esercizi del genere senza soluzione e m'auguravo che qualcuno quì potesse darmi una mano ogni tanto a risolverli 

Grazie in anticipo!

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

Nessuno?
Piano piano mi accorgo che il ragionamento fatto è sbagliato e inutile... in pratica non capisco come devo servirmi della parità di condizioni di pressione e temperatura..

[Mario]

Nella reazione di sintesi dell'ammoniaca un volume di azoto reagisce con 3 volumi di idrogeno per generare 2 volumi di ammoniaca.
Lei però ha a disposizione un volume di idrogeno e due di azoto, quindo le rimarrà dell'azoto non reagito, più precisamente i 5/6 di quello iniziale.
Che fine faranno i 50 litri di azoto (1/6 della quantità iniziale) e i 150 litri di idrogeno?
Come già detto reagiranno completamente formando ammoniaca e il loro volume si dimezzerà (150 + 50)/2 = 100
Il volume finale sarà quindi di 250 + 100 = 350 litri

saluti
Mario

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

Grazie mille! L'unico passaggio oscuro rimane quando dice che il volume si dimezza. Precisamente perchè accade? Infine, il volume di ammoniaca prodotto è 100L o 350L? Oppure 350L nasce dall'addizione del volume dell'ammoniaca più il volume dell'azoto non reagito?
E come ottengo le concentrazioni dei componenti?

[Mario]

Il volume si dimezza perché nella reazione di sintesi dell'ammoniaca
N2 + 3H2 ==> 2NH3
a sinistra abbiamo 4 moli e a destra solo 2. Poiché una mole di gas occupa sempre lo stesso volume possiamo dire che i 4 volumi diventano a due. Cioè si dimezzano.

Ottenere le concentrazioni è semplice.
Nel gas finale abbiamo 250 litri di azoto e 100 litri di ammoniaca.
In altre parole 71,4% di azoto e il 28,6 di ammoniaca.

saluti
Mario

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

Ti ringrazio per la risposta, tutto chiarissimo! Un'ultima cosa... il testo chiedeva in realtà la concentrazione di idrogeno e azoto nei 100L di ammoniaca finali... dal momento che hanno reagito tre volumi di idrogeno e uno di azoto non potrebbe essere forse il 75% di idrogeno e il 25% di azoto?