Какой объем аммиака (н.у.) необходим для производства 1 680 кг гидрокарбоната аммония при выходе продукта в 90%?

Тема занятия: Расчет объема аммиака (н.у.) для производства гидрокарбоната аммония

Объяснение:
Для решения этой задачи, нам необходимо использовать химическое уравнение реакции превращения аммиака и диоксида углерода (воздух) в гидрокарбонат аммония. Химическое уравнение выглядит следующим образом:

2NH3 (г) + CO2 (г) -> NH4HCO3 (тв) Уравнение (1)

Коэффициенты перед реагентами и продуктами указывают на соотношение между их молярными количествами в реакции. В данной задаче нам известен массовый выход гидрокарбоната аммония - 90% от входного количества аммиака.

Рассчитаем, сколько гидрокарбоната аммония получится из 100 г аммиака по уравнению (1). Молярная масса гидрокарбоната аммония (NH4HCO3) равна 79 г/моль.

1 моль NH4HCO3 -> 79 г

Исходя из этого, 100 г аммиака сможет образовать:

100 г NH3 -> (79 г NH4HCO3/2 моль NH3) = 39,5 г NH4HCO3

Если мы знаем, что массовый выход гидрокарбоната аммония составляет 90%, то массовый выход будет равен:

39,5 г NH4HCO3 * (90/100) = 35,55 г NH4HCO3

Теперь, чтобы рассчитать объем аммиака (н.у.), необходимый для производства 1680 кг гидрокарбоната аммония, нам нужно выполнить следующие шаги:

1. Расчет мольной массы гидрокарбоната аммония:
1680 кг * (1000 г/кг) = 1 680 000 г NH4HCO3
1 680 000 г NH4HCO3 / 79 г/моль = 21 266,67 моль NH4HCO3

2. Расчет мольного количества аммиака:
21 266,67 моль NH4HCO3 * (2 моль NH3/1 моль NH4HCO3) = 42 533,33 моль NH3

3. Расчет объема аммиака (н.у.):
Объем аммиака (н.у.) = мольное количество аммиака * Vm (Vm - молярный объем аммиака при н.у.)

Vm = 22,4 л/моль (стандартный молярный объем при н.у.)

Объем аммиака (н.у.) = 42 533,33 моль NH3 * 22,4 л/моль = 950 666,67 л

Пример:
Студент спрашивает: "Какой объем аммиака (н.у.) необходим для производства 1 680 кг гидрокарбоната аммония при выходе продукта в 90%?"

Учитель отвечает: Для решения этой задачи, мы можем использовать химическое уравнение реакции превращения аммиака и диоксида углерода (воздух) в гидрокарбонат аммония. Расчет показывает, что для производства 1 680 кг гидрокарбоната аммония при выходе продукта в 90%, необходим объем аммиака (н.у.) равный 950 666,67 л.

Советы:
- При решении задач, связанных с расчетом объема реактивов, важно знать стехиометрические соотношения между реагентами и продуктами.
- Внимательно следите за указанными условиями в задаче, такие как массовый выход продукта, концентрации и т. д.
- Пользуйтесь периодической системой элементов, чтобы вычислить молярные массы реагентов и продуктов.

Задача для проверки:
Сколько аммиака (н.у.) необходимо для производства 2 500 кг гидрокарбоната аммония, при условии, что выход продукта составляет 80%? Ответ представьте в литрах.