Obliczenia:

Równanie reakcji: 

$N_2{O}_4\rightleftarrows 2N{O}_2$   

wyrażenia na stężeniową stałą równowagi przyjmuje postać: 

$K=\frac{{\left[N{O}_2\right]}^2}{\left[N_2{O}_4\right]}$  

Masa molowa tlenku N₂O₄ wynosi:  

$M_{N_2{O}_4}=92\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$  

W pierwszej kolejności obliczamy liczbę moli tlenku, którego masa stanowi 4,14 g: 

$n=\frac{m}{M}$    

podstawiamy dane: 

$n_{N_2{O}_4}=\frac{4,14g}{92\frac{g}{\text{mol}}}=0,045\mathrm{mol}$   

Znając objętość gazów w podanych warunkach (które nie są warunkami normalnymi) obliczamy liczbę moli gazów, w tym celu korzystamy i przekształcamy wzór na równania Clapeyrona: 

$pV=nRT\to n=\frac{pV}{RT}$   

podstawiamy dane: 

$n_{\text{gazy}}=\frac{1000hPa\cdot 1,32d{m}^3}{83,14\frac{d{m}^3\cdot hPa}{mol\cdot K}\cdot 298K}=0,05328\mathrm{mol}$    

Z równania reakcji widzimy, że x moli tlenku N₂O₄ powstają 2x moli tlenku NO₂.Zatem z 0,045 moli tlenku przereaguje x moli i powstanie 2x moli NO₂, co sumarycznie daje 0,05328 moli obydwy tlenków. Możemy zapisać: 

$0,045-x+2x=0,05328$   

$x=0,008328$   

Obliczamy liczbę moli tlenków w stanie równowagi: 

$n_{N_2{O}_4}=0,045-0,008328=0,036672\mathrm{mol}$   

$n_{N{O}_2}=2\cdot 0,008328=0,016656\mathrm{mol}$    

Obliczamy stężenie tlenków w stanie równowagi: 

$\left[N_2{O}_4\right]=\frac{0,036672}{1,32}=0,02778\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$   

$\left[N{O}_2\right]=\frac{0,016656}{1,32}=0,01262\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$    

Obliczamy stężeniową stałą równowagi: 

$K=\frac{{\left(0,01262\right)}^2}{0,027778}=5,7\cdot {10}^{-3}$  

 

 

Odpowiedź: Stężeniowa stała równowagi wynosi 5,7*10^-3.