Jawaban:

Dalam reaksi pembentukan amoniak (NH3), gas nitrogen dan gas hidrogen bereaksi secara stoikiometri 1:3, artinya untuk setiap 1 mol gas nitrogen yang bereaksi dibutuhkan 3 mol gas hidrogen. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui jumlah mol dari masing-masing gas terlebih dahulu.

Jumlah mol gas nitrogen dapat dihitung menggunakan Persamaan Gas Ideal:

n = PV/RT

n = (1 atm)(20 L)/(0,08206 L.atm/mol.K)(273,15 K)

n = 0,817 mol

Karena rasio stokimetri antara N2 dan H2 adalah 1:3 maka jumlah mol H2 yang dibutuhkan adalah:

0.817 mol N2 × (3 mol H2 /1mol N2) = 2.451 mole H2

Kemudian jika semua reaktan habis direaksikan maka akan menghasilkan jumlah yang sama dari produk yaitu NH3.

Sehingga volume NH3 dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan Gas Ideal kembali dengan memasukkan n=jumlah total mole produk dan V=volume yang dicari.

V = nRT/P

V = (0,817 + 2,451)mol(273.15 K)/(1 atm)

V = 80.7 Liter

Jadi volume total dari campuran nitrogen dan hidrogen sebanyak $20$ liter akan menghasilkan volume amonia sebesar $80.7$ liter jika semua reaktan habis direaksikan secara sempurna.