Ecuația de siteză a amoniacului este:
N2(e) + 3H2(g) -> 2NH3(g), ΔH< 0 (reactie reversibila)
Dacă la echilibru valorile concentrațiilor componentelor sunt: NH3 = 0,4 mol/L;
N2 =0,1 mol/L; H2 =0,2 mol/L; calculați:
a) raportul molar initial;
b) constanta de echilibru Kc.

-că rezultă în urma reacției reversibile(adică nu este totală), la momentul stabilirii echilibrului chimic, un amestec ce conține: o cantitate de N₂ nereacționat, o cantitate de H₂ nereacționat și o cantitate de NH₃ format de o anumită cantitate de N₂ și H₂ din toată cantitatea introdusă;

-cantitățile de N₂ și H₂ reacționate sunt stoechiometrice cu masa de NH₃ format (0,4 mol/L),deci se pot calcula ușor. Ele nu reprezintă cantitățile de N₂ și H₂ inițiale, adică introduse în reacție. De ce? Avem o reacție reversibilă, cu stabilirea unui echilibru chimic, care nu mai permite consumarea totală a reactanților.

-cantitățile inițiale de N₂ și H₂, exprimate în moli, necunoscute, de la pct.a reprezintă matematic o sumă dintre cantitatea existentă la echilibru chimic și cantitatea consumată pentru formarea celor 0,4 moli NH₃:

X moli N₂ inițial= 0,1moli N₂ existent la echilibru+n moli N₂ consumat/0,4 moli NH₃

Y moli H₂ inițial = 0,2 moli H₂ existent la echilibru chimic + m moli H₂ consumat/0,4 moli NH₃

Am notat cu:

X= n moli N₂ inițial; Y =n moli H₂ inițial

n=n moli N₂ consumat și m = n moli H₂ consumat / 0,4 moli NH₃

V amestec=1L (l-am considerat)

CM = concentrația molară (mol/L); CM = n moli, dacă V=1L

Calcule:

1) n moli N₂, m moli H₂ consumat de 0,4 moli NH₃, cu ajutorul calcului stoechiometric:

n moli N₂.......m moliH₂......0,4 moli NH₃

N₂ + 3 H₂ = 2 NH₃

1mol N₂.........3moliH₂.........2moli NH₃

n moli N₂=0,4.1/2=0,2 moli N₂

m moli H₂=0,4.3/2=0,6 moli H₂

2) Calculăm X și Y:

X N₂ = 0,1 +0,2 =0,3 moli N₂ inițial

Y H₂= 0,2+0,6=0,8 moli H₂ inițial

3) Raportul molar inițial:

N₂ : H₂ = 0,3: 0,8 sau 3: 8

b) Constanta la echilibru Kc, se exprimă cu ajutorul relației matematice, în care intră concentrațiile molare existente la momentul echilibrului chimic ale:N₂, H₂, NH₃:

Kc = (NH₃)²/ (N₂).(H₂)³

Introducem datele și rezolvăm:

Kc= (o,4)² M²/ (0,1)M. (0,2)³M³=0,16/0,1.0,008=0,16/0,0008=200 M⁻²

R: a) 3/8; 200

Verificați, calculele vă rog!

Explicație: