DWMED

Syntezę amoniaku prowadzi się stosując mieszaninę substratów (azotu oraz wodoru) zmieszanych zwykle w stosunku stechiometrycznym. W układzie ustala się równowaga opisana równaniem:

N_2(g) + 3H_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

Na rysunku poniżej przedstawiono krzywe charakterystyki zmian równowagowego stężenia amoniaku (% mol) przy zastosowaniu stechiometrycznego stosunku molowego substratów (H₂ : N₂) równego 3.

Jednym z czynników wpływających na szybkość reakcji syntezy amoniaku jest obecność w reaktorze gazów szlachetnych (głównie argonu). Substancje te nie wchodzą w reakcję z żadną substancją obecną w układzie, lecz „rozcieńczają” gazowe jego składniki powodując zmianę ich ciśnień cząstkowych. Ciśnienie cząstkowe (p_i) gazowego składnika w mieszaninie gazów opisuje równanie:

p_i = x_i ∙ p

W równaniu tym wielkość p jest ciśnieniem całkowitym mieszaniny gazów, natomiast x_i jest ułamkiem molowym jej składnika, który definiuje się jako stosunek liczby moli tego składnika do sumarycznej liczby moli wszystkich składników mieszaniny.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski i inni, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Oceń, jak obecność gazów szlachetnych wpływa na szybkość reakcji syntezy amoniaku? W tym celu uzupełnij podane w podanym niżej zdaniu puste pole słowem „zwiększenie” lub „zmniejszenie”. Uzasadnij swoje stanowisko odnosząc się do ciśnień cząstkowych substratów reakcji syntezy amoniaku.