Zmieszano 30g tlenu i 30g azotu. Ile gramów tlenku azotu (III) otrzymano?

Na pierwszy rzut oka widać, że azot i tlen nie zostały wymieszane w stosunku stechiometrycznym. Należy w pierwszej kolejności wyznaczyć, który z reagentów znajduje się w nadmiarze.

Z ogólnego zapisu reakcji wynika, że 2 mole cząsteczek azotu reagują całkowicie z 3 molami cząsteczek tlenu, w wyniku czego powstaje tlenek azotu (III). Znając masy molowe reagentów można obliczyć, w jakim stosunku masowym że sobą reagują:

M(2N2) = 2mol × 28g/mol = 56g

M(3O2) = 3mol × 32g/mol = 96g

Czyli 56g azotu reagują całkowicie z 96g tlenu. Za pomocą proporcji wyznaczymy, co znajduje się w nadmiarze:

• Ile tlenu potrzeba do całkowitego przereagowania 30g azotu?

Robimy proporcję:

56g (azot) --- 96g (tlen)

30g (azot) --- x (tlen)

x = (30g×96g)/56g = 51,43g

• Ile azotu potrzeba do całkowitego przereagowania 30g tlenu?

Tak jak w poprzednim kroku tworzymy proporcję:

56g (azot) --- 96g (tlen)

y (azot) --- 30g (tlen)

y = (30g×56g)/96g = 17,5g

Wnioski z powyższych obliczeń są następujące:

• do całkowitego przereagowania 30g azotu potrzeba 51,43g tlenu

• do całkowitego przereagowania 30g tlenu potrzeba 17,5g azotu

Ponieważ dysponujemy 30g azotu i 30g tlenu wynika stąd, że w nadmiarze znajduje się azot. W naszej reakcji przereaguje całkowicie 17,5g azotu i 30g tlenu.

Masę otrzymanego tlenku azotu (III) możemy obliczyć na dwa sposoby:

• Z prawa zachowania masy

Zgodnie z prawem zachowania masy, masa substratów biorących udział w reakcji (u nas: 17,5g azotu i 30g tlenu) jest równa masie produktów reakcji (u nas: masa N2O3). Czyli:

mN + mO = mN2O3

17,5g + 30g = mN2O3

mN2O3 = 47,5g

• Za pomocą proporcji

Zgodnie z ogólnym zapisem reakcji, w wyniku reakcji 56g azotu z tlenem powstaje 152g tlenku azotu (III). W związku z tym, w wyniku przereagowania 17,5g azotu z tlenem otrzymamy:

56g (azot) --- 152g (tlenek)

17,5g (azot) --- x

x = (17,5g×152g)/56g = 47,5g

Odp. W wyniku zmieszania 30g tlenu i 30g azotu otrzymano 47,5g tlenku azotu (III).