アンモニアの合成の問題

質問

以下の問題が解けずに困っています。
ヒントだけでもかまいませんので、宜しくお願い致します。

窒素と水素のモル比１：３で、アルゴンとメタンは合わせて4.5%モル存在する。窒素25%が反応し、アンモニアを完全に分離すると、出口のアルゴンとメタンを合わせた濃度は何モル％か。

回答No.2

gohtraw · ベストアンサー

反応前の窒素、水素の濃度はそれぞれ
　（１－０．０４５）＊１／（１＋３）
　（１－０．０４５）＊３／（１＋３）
です。反応後の窒素の残量は
　（１－０．０４５）＊１＊０．７５／（１＋３）
水素の残量は
　（１－０．０４５）＊３／（１＋３）ー（１－０．０４５）＊１＊０．２５＊３／（１＋３）＝（１－０．０４５）＊２．２５／（１＋３）
となりますのであとは窒素、水素、アルゴン、メタンの四者で濃度を計算するだけです。

＊反応前の窒素：水素が１：３で、アンモニアを生成するときに反応する窒素と水素も１：３なので、窒素が２５％反応するということは水素も２５％反応するということになります。これが判れば上のようにわざわざ水素の消費量を計算しなくても水素の残量が判ります。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

jamf0421

アルゴンとメタンが4.5モル、窒素と水素が1：3の割合で95.5モルになっている混合ガスを考えればよいですね。
アンモニアはN2+3H2→2NH3で出来ますから窒素が25%アンモニアになったのなら水素も25%アンモニアになっていますね。そしてアンモニアが除去されます。
95.5モルのうち25%がなくなります。残った窒素と水素、および反応に関係のなかった4.5モルが出口のガスになります。

お礼

ご回答ありがとうございました。