Question

Озон очень токсичен для человека. Поэтому в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий объёмом (н. у.) 1,0 м3 допускается содержание не более 0,1 мг озона. Рассчитайте, какое число молекул кислорода приходится на одну молекулу озона в воздухе (21 % кислорода по объёму), содержащем такую концентрацию озона.

Answer 1

дано:  
объем воздуха в рабочей зоне (V_air) = 1,0 м3  
допустимая концентрация озона (C_O3) = 0,1 мг = 0,0001 г (переведем в СИ)  

найти:  
число молекул кислорода, приходящихся на одну молекулу озона  

решение:

1. Рассчитаем количество молей озона (n_O3):
Молярная масса озона (O3) = 48 г/моль.  
n_O3 = C_O3 / M(O3)  
n_O3 = 0,0001 г / 48 г/моль  
n_O3 ≈ 2,0833 * 10^(-6) моль

2. Определим объем воздуха, содержащего кислород (V_O2).  
Содержимое кислорода в воздухе составляет 21%, следовательно:  
V_O2 = 0,21 * V_air  
V_O2 = 0,21 * 1,0 м3  
V_O2 = 0,21 м3

3. Рассчитаем количество молей кислорода (n_O2) в воздухе:
Объем одного моля газа при н. у. V_m = 22,4 дм3/моль = 0,0224 м3/моль.  
n_O2 = V_O2 / V_m  
n_O2 = 0,21 м3 / 0,0224 м3/моль  
n_O2 ≈ 9,375 моль

4. Найдем отношение количества молей кислорода к количеству молей озона:
число молекул кислорода (N_O2) на одну молекулу озона (N_O3) = n_O2 / n_O3  
N_O2/N_O3 = 9,375 моль / 2,0833 * 10^(-6) моль  
N_O2/N_O3 ≈ 4,5 * 10^6  

ответ:  
число молекул кислорода, приходящихся на одну молекулу озона, составляет примерно 4,5 * 10^6.