Сколько объема воздуха требуется для производства 17,9 тонн аммиака при выходе продукта 95 %? Содержание азота

Kosmicheskaya_Charodeyka_96

63

Для решения данной задачи, нам необходимо сначала определить количество азота, требуемого для производства 17,9 тонн аммиака.

Аммиак (NH3) состоит из одной молекулы азота и трех молекул водорода. Молярная масса азота (N2) равна 28 г/моль, а молярная масса аммиака (NH3) равна 17 г/моль.

Для расчета количества азота, требуемого для производства аммиака, мы можем использовать пропорцию, основанную на массе:

\[\frac{{\text{{масса азота}}}}{{\text{{масса аммиака}}}} = \frac{{\text{{объем азота}}}}{{\text{{объем аммиака}}}}\]

Масса аммиака, необходимая для производства 17,9 тонн, может быть переведена в граммы, умножив на 1000:

\[17,9 \, \text{{тонны}} \times 1000 \, \text{{кг/тонна}} \times 1000 \, \text{{г/кг}} = 17 900 000 \, \text{{г}}\]

Теперь мы можем вычислить количество молей аммиака:

\[\text{{Количество молей аммиака}} = \frac{{\text{{масса аммиака в граммах}}}}{{\text{{молярная масса аммиака}}}}\]

\[\text{{Количество молей аммиака}} = \frac{{17 900 000 \, \text{{г}}}}{{17 \, \text{{г/моль}}}}\]

Так как аммиак состоит из одной молекулы азота и трех молекул водорода, требуется в 2 раза больше молей азота, чем молей аммиака:

\[\text{{Количество молей азота}} = 2 \times \text{{Количество молей аммиака}}\]

Теперь, нам необходимо рассчитать объем азота, зная его долю в воздухе. Доля азота составляет 78% (по объему). Доля остальных газов, включая кислород, будет составлять 100% - 78% = 22%.

Таким образом, объем азота можно рассчитать, используя пропорцию:

\[\frac{{\text{{объем азота}}}}{{\text{{объем воздуха}}}} = \text{{доля азота}}\]

Подставляем значения и решаем уравнение:

\[\frac{{\text{{объем азота}}}}{{\text{{объем воздуха}}}} = 0,78\]

\[\text{{объем азота}} = 0,78 \times \text{{объем воздуха}}\]

Теперь мы можем решить уравнение относительно объема воздуха:

\[\text{{объем воздуха}} = \frac{{\text{{объем азота}}}}{{0,78}}\]

Подставляя значения и решая:

\[\text{{объем воздуха}} = \frac{{2 \times \text{{Количество молей азота}}}}{{0,78}}\]

Лучше всего проделать вычисления на калькуляторе или воспользоваться программой для вычисления, чтобы получить окончательное значение объема воздуха.