Объемные доли кислорода и озона после озонатора
В озонаторе находится воздух с объёмной долей кислорода 20%. При электрическом разряде 15% кислорода превратилось в озон. Определите объёмные доли кислорода и озона в образовавшемся озонированном воздухе.
Дано
`φ_text{исх.}(O_2) = 20%`
`η(O_3) = 15%`
Найти
`φ_text{кон.}(O_2) = text{?}`
`φ_text{кон.}(O_3) = text{?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`3O_2 = 2O_3`
Допустим:
`V_text{исх.}(воздуха) = 100 text{ л}`
Тогда начальный объём кислорода:
`V_text{исх.}(O_2) = (φ_text{исх.}(O_2)*100)/100 = 20 text{ л}`
Объём кислорода, превратившегося в озон:
`V_text{превр.}(O_2) = (η(O_3)*V_text{исх.}(O_2))/100 = (15*20)/100 = 3 text{ л}`
Согласно уравнению, из 3 объёмов кислорода получается 2 объёма озона. Найдём объём образовавшегося озона:
`V_text{кон.}(O_3) = (2*V_text{превр.}(O_2))/3 = (2*3)/3 = 2 text{ л}`
Объём оставшегося кислорода:
`V_text{кон.}(O_2) = V_text{исх.}(O_2) - V_text{превр.}(O_2) = 20 - 3 = 17 text{ л}`
Вычислим общий объём озонированного воздуха:
`V_text{кон.}(воздуха) = V_text{исх.}(воздуха) - V_text{превр.}(O_2) + V(O_3) = 100 - 3 + 2 = 99 text{ л}`
Найдём объёмные доли кислорода и озона в конечной смеси:
`φ_text{кон.}(O_2) = (100*V_text{кон.}(O_2))/(V_text{кон.}(воздуха)) = (100*17)/99 = 17.17%`
`φ_text{кон.}(O_3) = (100*V_text{кон.}(O_3))/(V_text{кон.}(воздуха)) = (100*2)/99 = 2.02%`
Ответ
`φ_text{кон.}(O_2) = 17.17%`
`φ_text{кон.}(O_3) = 2.02%`