N2 + 3 H2 → 2 NH3

Per calcolare il numero di molecole di idrogeno necessarie, dobbiamo determinare il numero di moli di ammoniaca prodotte e quindi utilizzare la stechiometria della reazione per calcolare il numero di moli di idrogeno necessarie.

Passaggio 1:calcolare il numero di moli di ammoniaca prodotte

La massa molare dell'ammoniaca (NH3) è 17,04 g/mol. Pertanto il numero di moli di ammoniaca prodotte è:

$$\text{Moli di NH}_3$$=\frac{\text{Massa di NH}_3}{\text{Massa molare di NH}_3}$$

$$=\frac{525 \text{ g}}{17.04 \text{ g/mol}}$$

$$=30,78 \text{ mol}$$

Passaggio 2:calcolare il numero di moli di idrogeno richieste

Secondo l’equazione chimica bilanciata, per produrre 2 moli di ammoniaca sono necessarie 3 moli di idrogeno (H2). Pertanto il numero di moli di idrogeno necessarie è:

$$\text{Moli di H}_2$$=\frac{3\text{ mol H}_2}{2\text{ mol NH}_3}\times \text{Moli di NH}_3$$

$$=\frac{3\text{ mol H}_2}{2\text{ mol NH}_3}\times 30,78 \text{ mol}$$

$$=46.17 \text{ mol}$$

Passaggio 3:calcolare il numero di molecole di idrogeno

Poiché 1 mole di qualsiasi gas contiene $$6,022\times10^{23} \text{ molecole }$$, il numero di molecole di idrogeno richieste è:

Numero di molecole di H2 =$$ \text{Moli di H}_2\times\text{ Numero di Avogadro}$$

$$=46,17\text{ mol} \times 6,022\times10^{23} \text{ molecole/mol}$$

$$=2,78 \times 10^{25} \text{ molecole}$$

Pertanto, per produrre 525 grammi di ammoniaca sono necessarie 2,78 x 10^25 molecole di idrogeno.