Jawaban:

Untuk menghitung volume gas hidrogen yang diperlukan dan volume gas amonia yang dihasilkan, kita perlu menggunakan perbandingan stoikiometri dalam reaksi pembentukan amonia.

Dari reaksi pembentukan amonia yang diberikan: N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

Kita dapat melihat bahwa untuk setiap 1 molekul nitrogen (N₂) yang bereaksi, dibutuhkan 3 molekul hidrogen (H₂) dan akan dihasilkan 2 molekul amonia (NH₃).

Dalam kasus ini, kita diberikan volume gas nitrogen, yaitu 20 L. Namun, kita perlu mengubah volume tersebut menjadi jumlah mol menggunakan hukum gas ideal.

1 mol gas ideal pada kondisi standar (0°C dan 1 atm) memiliki volume sekitar 22,4 liter. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan perbandingan berikut:

20 L N₂ x (1 mol N₂ / 22,4 L N₂) = 0,893 mol N₂

Sekarang, kita dapat menggunakan perbandingan stoikiometri untuk menghitung jumlah mol hidrogen dan amonia yang diperlukan:

H₂: 0,893 mol N₂ x (3 mol H₂ / 1 mol N₂) = 2,679 mol H₂

NH₃: 0,893 mol N₂ x (2 mol NH₃ / 1 mol N₂) = 1,786 mol NH₃

Kemudian, kita dapat mengubah jumlah mol H₂ dan NH₃ menjadi volume menggunakan hukum gas ideal:

Volume H₂: 2,679 mol H₂ x 22,4 L/mol = 59,971 L H₂ (sekitar 60 L H₂)

Volume NH₃: 1,786 mol NH₃ x 22,4 L/mol = 39,982 L NH₃ (sekitar 40 L NH₃)

Jadi, jika 20 L gas nitrogen bereaksi, diperlukan sekitar 60 L gas hidrogen dan akan dihasilkan sekitar 40 L gas amonia. Harap dicatat bahwa angka ini diperkirakan dan dapat bervariasi tergantung pada kondisi eksperimental yang sebenarnya.