Aby rozwiązać zadanie, trzeba skorzystać z informacji, w której podano zależność pomiędzy
ciśnieniem, objętością, temperaturą oraz liczbą moli gazu wyrażoną równaniem Clapeyrona
(p · V = n · R · T). Musisz również odczytać z tabeli, jaki procent mieszaniny równowagowej
w temperaturze 300°C i pod ciśnieniem 10 MPa (10
7Pa) stanowi amoniak (52,1%
objętościowych, a więc 52,1% molowych). Z zestawu
Wybranych wzorów i stałych
fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki odczytujemy wartość
uniwersalnej stałej gazowej (R = 8,31 J · mol
−1 · K
−1). Dalej, według I sposobu, obliczamy
objętość amoniaku, np. z proporcji (1,042 m
3).
Następnie musimy przeliczyć wartość
temperatury ze stopni Celsjusza na kelwiny, bo w podanym wzorze T wyrażona jest
w kelwinach (573 K). Teraz przekształcamy równanie Clapeyrona, podstawiamy do wzoru
wszystkie wielkości i obliczamy liczbę moli amoniaku (2188,33 mola).
Możesz też (po
odczytaniu z tabeli, jaki procent objętościowy lub molowy mieszaniny równowagowej
w temperaturze 300°C i pod ciśnieniem 107 Pa stanowi amoniak oraz przeliczeniu wartości
temperatury ze stopni Celsjusza na kelwiny) najpierw obliczyć liczbę moli reagentów
(4200,25 mola) – jest to II sposób.
Następnie oblicz liczbę moli amoniaku, np. z proporcji
(2188,33 mola), bo zawartość amoniaku w mieszaninie wyrażona w procentach
objętościowych jest równa zawartości amoniaku wyrażonej w procentach molowych. Należy
przyjąć poprawne zaokrąglenia wyników pośrednich i wyniku końcowego oraz pamiętać
o podaniu wyniku z odpowiednią jednostką. Pamiętaj, że wynik zależy od przyjętych
zaokrągleń.