1. Equazione chimica equilibrata:
La reazione del processo Haber è:
N₂ (G) + 3H₂ (G) ⇌ 2NH₃ (G)
Questo ci dice che 3 moli di idrogeno (H₂) reagiscono per produrre 2 moli di ammoniaca (NH₃).
2. Rapporto mole:
Il rapporto molare tra idrogeno e ammoniaca è 3:2. Ciò significa per ogni 2 moli di ammoniaca prodotta, vengono consumate 3 moli di idrogeno.
3. Supponendo il comportamento del gas ideale:
Possiamo usare la legge sul gas ideale per mettere in relazione moli e volume. Dal momento che abbiamo a che fare con gas a temperatura e pressione costanti, possiamo supporre che il volume sia direttamente proporzionale al numero di moli.
4. Calcolo:
* Poiché abbiamo 16 L di ammoniaca, dobbiamo scoprire quanti litri di idrogeno sono necessari per produrre tale quantità.
* Usando il rapporto molare, sappiamo che sono necessarie 3 moli di idrogeno per ogni 2 moli di ammoniaca. Ciò si traduce in un rapporto di volume di 3:2.
* Per trovare il volume di idrogeno, possiamo impostare una proporzione:
(3 l h₂) / (2 l nh₃) =(x l h₂) / (16 l nh₃)
* Risoluzione per x (il volume di idrogeno):
x =(3 l h₂ * 16 l nh₃) / (2 l nh₃) =24 l h₂
Risposta: 24 litri di idrogeno sono stati usati per produrre 16 litri di ammoniaca.