نکات واکنش تولید آمونیاک از گازهای نیتروژن و هیدروژن – استاد برتر شیمی کنکور

آموزش سیر تا پیاز شیمی کنکور با دبیر برند شیمی ایران

دکتر مهدی نباتی – بهترین معلم شیمی کنکور ایران

مرکز آنلاین شیمی کنکور کشور مرکز آنلاین شیمی کنکور ایران تدریس آنلاین شیمی کنکور ایران خانه آنلاین شیمی کنکور ایران خانه آنلاین شیمی کنکور کشور

دانش آموزان کنکوری عزیزم، واکنش تهیه و تولید آمونیاک از گازهای هیدروژن و نیتروژن که به واکنش هابر معروف است، یکی از واکنش های بسیار مهم شیمی کنکور است که تا به حال چندین بار در آزمون های کنکور سراسری مورد سوال واقع شده است. از این واکنش یا در مسائل استوکیومتری و یا مدر مباحث تعادل سوال طرح می شود. اما از مباحث تحلیلی آن و بحث مقایسه نقطه جوش گازها تا به حال سوالی طرح نشده است، پس مطمئنا خوراک خوبی برای طراحان سوالات شیمی کنکور می باشد که برای اولین بار سراغ این مباحث بروند!! لذا در این مقاله سعی دارم که تمام نکات ریز و درشت این واکنش را برای شما عزیزان تحلیل کنم…

 

نکات تحلیلی واکنش هابر

نکته اول: گاز نیتروژن واکنش پذیری ناچیزی دارد. به همین خاطر برای نگهداری مواد غذایی، خنک نگه داشتن بسته ها و تجهیزات و سرد نگهداشتن مواد بیولوژیکی در پزشکی کاربرد دارد.

نکته دوم: گاز نیتروزن چون واکنش پذیری ناچیزی داشته و اثر خنک کنندگی دارد، در پر کردن تایر خودروها استفاده می شود. چون انعطاف تایرها را بالا برده و در تنظیم باد لاستیک ها در هوای گرم یا سرد کمک می کند.

نکته سوم: گاز نیتروژن با گاز هیدروژن در شرایط عادی واکنش نمی دهد.

نکته چهارم: گاز نیتروژن با گاز هیدروژن فقط در دمای ۴۵۰ درجه سانتی گراد و فشار ۲۰۰ اتمسفر و کاتالیزور آهن واکنش داده و آمونیاک تولید می کند. این واکنش به واکنش هابر معروف است.

N₂  + ۳H₂  →   ۲NH₃

نکته پنجم: به ازای هر مول گاز نیتروژن، ۳ مول گاز هیدروژن مصرف شده و ۲ مول آمونیاک تولید می شود.

نکته ششم: هم فراورده (آمونیاک) و هم واکنش دهنده ها (نیتروژن و هیدروژن) گازی هستند.

نکته هفتم: واکنش هابر، یک واکنش برگشت پذیر است.

نکته هشتم: با توجه به نکات ششم و هفتم می توان نتیجه گرفت که جداسازی و خالص سازی آمونیاک به طور مستقیم امکان پذیر نیست.

نکته نهم: برای جداسازی و خالص سازی آمونیاک بایستی به نقاط جوش مواد توجه کرده و با استفاده از فرایند سرد کردن، آمونیاک را به شکل مایع درآورده و جداسازی کرد.

نکته دهم: ترتیب نقطه جوش آمونیاک و هیدروژن و نیتروژن به صورت زیر است:

گاز هیدروژن < گاز نیتروژن < گاز آمونیاک

نکته یازدهم: با توجه به ترتیب نقطه جوش موادف موقع سرد کردن ابتدا آمونیاک مایع شده و سپس نیتروژن و سپس هیدروژن.

نکته دوازدهم: با توجه به نکته یازدهم، دما را تا حدی پایین می آوریم که فقط گاز آمونیاک به مایع تبدیل شده و نیتروژن و هیدروژن در حالت گاز باقی بمانند.

نکته سیزدهم: در نکته دوازدهم، آمونیاک مایع شده را خارج می کنیم و گازهای نیتروژن و هیدروژن را دوباره به مخزن واکنش برمی گردانیم تا دوباره در واکنش هابر شرکت کنند.

 

دکتر مهدی نباتی

دبیر شیمی تحلیلی کنکور ایران

 

مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۱ مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۲ مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۳ مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۴ مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۵ مدرس شیمی کنکور ۱۴۰۶ تهران مشهد اصفهان کرج تبریز شیراز اهواز قم کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان کرمان اراک همدان یزد اردبیل بندرعباس اسلامشهر زنجان قزوین سنندج خرم آباد گرگان ساری ملارد شهر قدس کاشان

تدریس خصوصی آنلاین و حضوری شیمی کنکور و المپیاد شیمی

کاشان گلستان شهریار دزفول خمینی شهر بروجرد نیشابور سبزوار نجف آباد آمل بابل ورامین آبادان پاکدشت خوی ساوه بجنورد قائم شهر بوشهر قرچک سیرجان بیرجند ایلام مراغه