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Calculamos o número inicial de moles (n) do reagente NOCl apartir da sua massa inicial (m = 30.1 g). O número de moles é definido como: n = m/M, onde m é a massa e M a massa molecular do reagente:
M = M(NOCl) = P.A(N) + P.A(O) + P.A(Cl) = 14 + 16 + 35.5 = 65.5 (onde P.A é o peso atômico de cada elemento químico)
então, o número inicial de moles do NOCl é:
n = 30.1/65.5 = 0.46
A reação química balanceada é:
2NOCl <--> 2NO + Cl2 ...(1)
Com o decorrer da reação, os reagentes são consumidos e os produtos são produzidos em relação aos seus coeficientes estequiométricos, assim no equilíbrio temos os seguintes números de moles:
n(NOCl) = 0.46-2x
n(NO) = 2x
n(Cl2) = x
Então, as concentrações (molaridades) no equilíbrio são: ...(2)
[NOCl] = (0.46-2x)/V
[NO] = 2x/V
[Cl2] = x/V
onde V = 200mL = 0.2 L.
A constante de equilíbro Kc para a reação (1) é:
Kc = [NO]²[Cl2]/[NOCl]² = (2x/V)²(x/V)/[(0.46-2x)/V]² = 1.13*10^-5
substituíndo o valor de V e ordenando os termos, temos: 4x³/(0.46-2x)² = 0.27*10^-5
devido à ordem de grandeza da equação, podemos desprezar o termo 2x frente a 0.46. Assim:
x³/(0.46)² = 0.675*10^-5
Resolvendo a equação, temos x = 0.0052 = 5.2*10^-3
Agora, podemos encontrar as concentrações das substâncias envolvidas substituindo em (2):
[NOCl] = (0.46-2x)/V = (0.46-2*0.0052)/0.2 = 2.25 mol/L
[NO] = 2x/V = 2*0.0052/0.2 = 0.052 mol/L
[Cl2] = x/V = 0.0052/0.2 = 0.026 mol/L