Rozwiązanie:

Mamy następujące równanie reakcji: 

$2NO+O_2\rightleftarrows 2N{O}_2$    

$K=2,22$  

$\left[NO\right]=4\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$  

40% z użytego do reakcji tlenku azotu(II) powinno ulec utlenieniu. Obliczmy jaka to ilość: 

$0,4\cdot 4\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=1,6\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$  

Reakcji powinno ulec 1,6 mol NO, a więc tyle samo powinno powstać NO₂. Oznacza to, że w stanie równowagi powinno w układzie znajdować się:

$\left[NO\right]=4\text{mol}-1,6\text{mol}=2,4\text{mol}$  

Równocześnie z równania reakcji widzimy, że z 1 mola tlenu powstają 2 mole NO₂, a więc 1,6 mola NO₂ powstanie z 0,8 mola tlenu.

Jeżeli jako x oznaczymy stężenie początkowe tlenu w układzie, to możemy zapisać, że:  

Reagent	C0	ΔC	Ck
NO	4,0	-1,6	4,0-1,6=2,4
O2	x	-0,8	x-0,8
NO2	0	+1,6	1,6

 

Wyrażenie stałą równowagi przyjmuje postać: 

$K=\frac{{\left[N{O}_2\right]}^2}{{\left[NO\right]}^2\left[O_2\right]}$  

podstawiamy dane z tabeli: 

$2,22=\frac{{1,6}^2}{{2,4}^2\cdot \left(x-0,8\right)}$  

$2,22=\frac{2,56}{5,76x-4,608}$  

$12,7872x-10,22976=2,56$  

$12,7872x=2,56+10,22976$  

$12,7872x=12,78976$  

$x=1$       

 

Odpowiedź: Do układu należało wprowadzić 1 mol tlenu.