برای حل این مسئله، باید واکنش تولید آمونیاک را در نظر بگیریم:
\[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 \]
1. **جرم مولکولیها را محاسبه کنید:**
- \( \text{N}_2: 2 \times 14 = 28 \, \text{g/mol} \)
- \( \text{H}_2: 2 \times 1 = 2 \, \text{g/mol} \)
2. **تعادل مولکولی:**
- از معادله، 1 مول نیتروژن با 3 مول هیدروژن واکنش میدهد تا 2 مول آمونیاک تولید کند.
3. **مقدار مولها را حساب کنید:**
- برای نیتروژن:
\[
\text{مول نیتروژن} = \frac{80}{28} \approx 2.86 \, \text{mol}
\]
- برای هیدروژن:
\[
\text{مول هیدروژن} = \frac{80}{2} = 40 \, \text{mol}
\]
4. **کمترین مقدار مول محاسبه شده را برای تشکیل آمونیاک استفاده کنید:**
- نسبت مول هیدروژن به نیتروژن باید 3:1 باشد.
- برای 2.86 مول نیتروژن، به \(3 \times 2.86 \approx 8.58\) مول هیدروژن نیاز است.
- چون 40 مول هیدروژن داریم، هیدروژن کافی است و نیتروژن محدودکننده است.
5. **محاسبه مقدار آمونیاک تولیدی:**
- با استفاده از نیتروژن محدودکننده:
\[
2.86 \, \text{mol N}_2 \times \frac{2 \, \text{mol NH}_3}{1 \, \text{mol N}_2} = 5.72 \, \text{mol NH}_3
\]
6. **تبدیل به گرم:**
- جرم مولکولی آمونیاک (\(\text{NH}_3\)):
\[
14 + 3 \times 1 = 17 \, \text{g/mol}
\]
- جرم آمونیاک تولیدی:
\[
5.72 \times 17 = 97.24 \, \text{g}
\]
**نتیجه:**
بنابراین، مقدار آمونیاکی که به دست آمده 97.24 گرم است و هیدروژن میتواند برای انجام واکنش مجدد استفاده شود چون هنوز مقدار زیادی باقی مانده است.
