5 Определите количество вещества, объём (н. у.) и массу аммиака, необходимого для получения 250 кг сульфата аммония, используемого в качестве удобрения.

Приступим к решению.

Сначала запишем уравнение реакции получения сульфата аммония:

$$ 2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 $$

Из уравнения реакции видно, что 2 моль аммиака необходимы для получения 1 моль сульфата аммония.

1) Определим количество вещества сульфата аммония:

Молярная масса сульфата аммония:

$$ M((NH_4)_2SO_4) = 14 \cdot 2 + 1 \cdot 8 + 32 + 16 \cdot 4 = 132 \text{ г/моль} $$

Количество вещества:

$$ n((NH_4)_2SO_4) = \frac{m}{M} = \frac{250000 \text{ г}}{132 \text{ г/моль}} = 1893,94 \text{ моль} $$

2) Определим количество вещества аммиака:

$$ n(NH_3) = 2 \cdot n((NH_4)_2SO_4) = 2 \cdot 1893,94 \text{ моль} = 3787,88 \text{ моль} $$

3) Определим массу аммиака:

Молярная масса аммиака:

$$ M(NH_3) = 14 + 1 \cdot 3 = 17 \text{ г/моль} $$

Масса аммиака:

$$ m(NH_3) = n \cdot M = 3787,88 \text{ моль} \cdot 17 \text{ г/моль} = 64393,96 \text{ г} = 64,39 \text{ кг} $$

4) Определим объем аммиака:

Молярный объем газа при нормальных условиях:

$$ V_m = 22,4 \text{ л/моль} $$

Объем аммиака:

$$ V(NH_3) = n \cdot V_m = 3787,88 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 84748,51 \text{ л} = 84,75 \text{ м}^3 $$

Ответ: количество вещества аммиака - 3787,88 моль; объем аммиака - 84,75 м3; масса аммиака - 64,39 кг.