Obliczamy stężenia początkowe reagentów w reaktorze o objętości 2 dm³. Korzystamy ze wzoru:

$c_m=\frac{n}{V}$

gdzie:

c_m - stężenie molowe,

n - liczba moli,

V - objętość (w dm³).

${\left[\mathrm{A}\right]}_0=\frac{0,25\mathrm{mol}}{2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$$\Rightarrow {\left[\mathrm{A}\right]}_0=0,125\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

${\left[\mathrm{B}\right]}_0=\frac{0,5\mathrm{mol}}{2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$$\Rightarrow {\left[\mathrm{B}\right]}_0=0,25\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

${\left[\mathrm{C}\right]}_0=\frac{2\mathrm{mol}}{2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$$\Rightarrow {\left[\mathrm{C}\right]}_0=1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$[\mathrm{D}{]}_0=\frac{0,01\mathrm{mol}}{2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$$\Rightarrow [\mathrm{D}{]}_0=0,005\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Dla reakcji:

$\mathrm{A}+2\mathrm{B}\rightleftarrows \mathrm{C}+\mathrm{D}$

Równanie na stałą równowagi przyjmuje postać:

$\mathrm{K}=\frac{\left[\mathrm{C}\right]\cdot \left[\mathrm{D}\right]}{\left[\mathrm{A}\right]\cdot {\left[\mathrm{B}\right]}^2}$

Podstawiamy do niej stężenia początkowe reagentów i obliczamy jej wartość:

$\mathrm{K}=\frac{1\cdot 0,005}{0,125\cdot 0,25^2}$

$\mathrm{K}=0,64$

Jest to wartość większa od rzeczywistej stałej równowagi reakcji K = 0,6.

 

Odpowiedź:  Obliczona wartość iloczynów stężeń reagentów jest większa od rzeczywistej stałej równowagi reakcji. Oznacza to, że ilość produktów reakcji C i D jest większa od tej, która znajdzie się w układzie w stanie równowagi (znajdują się one w liczniku wyrażenia na stałą równowagi). Reakcja przebiega więc w lewo (w stronę substratów).

 

Uwaga!

W odpowiedzi do zadania znajduje się błąd. Iloczyn stężeń reagentów nie wynosi K = 0,32.