На сколько необходимо увеличить концентрацию H2 в первом случае и давление во втором случае, чтобы увеличить скорость

Чтобы решить эту задачу, необходимо знать закон Генри, который устанавливает зависимость содержания растворенного газа от его давления. Согласно закону Генри, содержание газа пропорционально его давлению при постоянной температуре.

Для начала, обозначим концентрацию H2 в первом случае как [H2]1 и давление во втором случае как P2. Из условия задачи нам известно, что скорость реакции синтеза NH3 должна увеличиться в 216 и 256 раз соответственно.

Скорость реакции пропорциональна концентрации реагента, поэтому можем записать следующие пропорции:

\[\frac{{\text{{скорость реакции во втором случае}}}}{{\text{{скорость реакции в первом случае}}}} = \frac{{[\text{{NH3}}]2}}{{[\text{{NH3}}]1}} = \frac{{256}}{{216}}\]

Также из уравнения реакции NH3 получаем, что каждая молекула аммиака образуется из трех молекул водорода:

\[2\text{{NH3}} = 3\text{{H2}}\]

Следовательно, можем записать пропорцию между концентрацией H2 и NH3:

\(\frac{{[\text{{H2}}]1}}{{[\text{{NH3}}]1}} = \frac{{3}}{{2}}\)

\(\frac{{[\text{{H2}}]2}}{{[\text{{NH3}}]2}} = \frac{{3}}{{2}}\)

Теперь объединим оба выражения, чтобы найти связь между концентрацией H2 и давлением:

\(\frac{{[\text{{H2}}]2}}{{[\text{{H2}}]1}} = \frac{{[\text{{NH3}}]2}}{{[\text{{NH3}}]1}} \cdot \frac{{[\text{{H2}}]2}}{{[\text{{H2}}]2}} \cdot \frac{{[\text{{NH3}}]1}}{{[\text{{NH3}}]2}} = \frac{{256}}{{216}} \cdot \frac{{3}}{{2}} = \frac{{384}}{{216}} = \frac{{8}}{{3}}\)

Согласно закону Генри, содержание газа пропорционально его давлению, следовательно:

\(\frac{{P2}}{{P1}} = \frac{{[\text{{H2}}]2}}{{[\text{{H2}}]1}} = \frac{{8}}{{3}}\)

Теперь, чтобы найти, на сколько необходимо увеличить концентрацию H2 в первом случае и давление во втором случае, мы можем использовать эту пропорцию:

\(\frac{{[\text{{H2}}]2}}{{[\text{{H2}}]1}} = \frac{{P2}}{{P1}} = \frac{{8}}{{3}}\)

Таким образом, для увеличения скорости реакции синтеза NH3 в 216 и 256 раз, необходимо увеличить концентрацию H2 в первом случае и давление во втором случае, соответственно, в \(\frac{{8}}{{3}}\) раз.