Um die Masse von Ammoniumnitrat zu berechnen die bei der Reaktion von Ammoniak mit Salpetersäure entsteht, müssen wir zuerst die chemische Gleichung betrachten: NH3 + HNO3 ---> NH4NO3.
In der Gleichung sehen wir, dass ein Molekül Ammoniak (NH3) mit einem Molekül Salpetersäure (HNO3) reagiert und ein Molekül Ammoniumnitrat (NH4NO3) bildet. Da wir die Masse von Ammoniumnitrat berechnen möchten müssen wir die molare Masse von Ammoniumnitrat kennen.
Die molare Masse von Ammoniumnitrat (NH4NO3) kann berechnet werden, indem wir die molaren Massen der einzelnen Atome in dem Molekül addieren. Die molaren Massen von Stickstoff (N) und Wasserstoff (H) werden aus dem Periodensystem abgelesen, während die molare Masse von Sauerstoff (O) durch die Verwendung der Verhältnisformel HNO3 berechnet wird.
Die molare Masse von Ammoniumnitrat beträgt also:
(1 x m(N)) + (4 x m(H)) + (3 x m(O))
= (1 x 14⸴01 g/mol) + (4 x 1⸴01 g/mol) + (3 x 16⸴00 g/mol)
= 14⸴01 g/mol + 4⸴04 g/mol + 48⸴00 g/mol
= 66⸴05 g/mol.
Um nun die Masse von Ammoniumnitrat zu berechnen die entsteht wenn 250 Liter Ammoniak mit Salpetersäure umgesetzt werden müssen wir zunächst die Stoffmenge von Ammoniak berechnen. Dafür benötigen wir die ideale Gasgleichung um die Stoffmenge (in mol) aus dem Volumen (in Litern) und dem Druck (in Pascal) zu berechnen.
Nehmen wir an, dass das Ammoniakgas bei Raumtemperatur (25 °C) und Normaldruck (101325 Pa) vorliegt. Dann können wir die Stoffmenge von Ammoniak folgendermaßen berechnen:
V = 250 L (Volumen)
P = 101325 Pa (Druck)
R = 8⸴314 J/(mol·K) (Gaskonstante)
T = 25 + 273⸴15 K (Temperatur in Kelvin)
n = (P x V) / (R x T)
= (101325 Pa x 250 L) / (8,314 J/(mol·K) x (25 + 273⸴15) K)
= 101325 Pa x 250 L / (8,314 J/(mol·K) x 298⸴15 K)
= 101325 Pa x 250 L / 2470⸴154 J/(mol·K)
1013⸴25 mol
Da in der chemischen Gleichung ein Molekül Ammoniak (NH3) mit einem Molekül Salpetersäure (HNO3) reagiert wissen wir dass die Stoffmengen von Ammoniak und Salpetersäure genauso viel mit sind. Somit beträgt die Stoffmenge von Salpetersäure ähnlich wie 1013⸴25 mol.
Da die Stoffmenge von Ammoniumnitrat (NH4NO3) in der Reaktionsgleichung gleich der Stoffmenge von Ammoniak (NH3) und Salpetersäure (HNO3) ist, beträgt die Stoffmenge von Ammoniumnitrat ebenfalls 1013⸴25 mol.
Die Masse von Ammoniumnitrat kann nun mit der Stoffmenge und der molaren Masse berechnet werden:
Masse = Stoffmenge x molare Masse
= 1013⸴25 mol x 66⸴05 g/mol
66993⸴56 g
66⸴99356 kg
Also entsteht bei der Reaktion von 250 Liter Ammoniak mit Salpetersäure eine Masse von etwa 66⸴99 kg Ammoniumnitrat.
Berechnung der Masse von Ammoniumnitrat bei der Reaktion von Ammoniak mit Salpetersäure in der Chemie
Wie kann die Masse von Ammoniumnitrat berechnet werden, die entsteht, wenn 250 Liter Ammoniak mit Salpetersäure umgesetzt werden?