Hogy kell ezt a példát megoldani? (Kémia, gázelegy)

Nem vagyok hozzáértő, de van egy sejtésem, azt előadom. Azért nézd át, nem néztem-e be valamit.

Az (ideálisnak tekintett) gázok térfogata ugye egyenesen arányos a molekuláik anyagmennyiségével. Tehát nem az atomok számával, és nem is az össztömeggel arányos, hanem a molekulák számával, függetlenül attól, hogy az egyes molekulák menyire nagyok.

Tehát ha mondjuk van egy liternyi oxigénem (O2), és abból valahogy sikerülne ,,naszcensz'', atomos oxigént csinálnom (O), akkor két liternyi ilyen egyatomos oxigénem lenne.

O2 --> 2 O

1 L .,., 2L

Ezt csak kitérő példaként mondtam, de most már ennek a szabályszerűségnek a fényében lehet megoldani a konkrét feladatot is.

3 O2 ---> 2 O3

(A képlet gondolom világos: az atomok száma nyilvánvalóan változatlan, hiszen a kémiai reakciók során az egyes atomok csak átrendeződnek egymás között. A képlet azt mondja, hogy 6 atomból nyilván 6 atom keletkezik, csak a 6 atom az elején három db kétatomos oxigénként van összeállva, a reakció végén viszont két darab háromatomos ózonmolekulaként, de az atomok száma stimmel, hat atom volt, hat atom maradt, csak átrendeződtek: három kiinduló molekulából lett két végső molekula.)

Szóval

3 O2 ---> 2 O3

3 liter .,., 2 liter

Ebből már látszik az arány.

A feladat még azzal van megbonyolítva ehhez képest, hogy csupán a kiinduló oxigéngáz 12 %-a vesz részt az átrendeződésben. (Nincs ideírva, de úgy érzem, térfogatszázalékról van szó)

Ezt még valahogy figyelembe kell venni, valahogy ezt az arányt is bele kell venni a számításokba.

Nem tudom még, de valahogy ilyesmivel próbálkoznám:

Mondjuk ha 100 mól O2 gázzal indulok, akkor ennek a 12 %-a ugye 12 mól O2 gáz. Ez a 12 mól O2 gáz vesz részt a reakcióban:

Ha

3 O2 ---> 2 O3

akkor (a háromhoz-a-kettő arányt tartva):

12 O2 ---> 8 O3

Tehát a kiinduló 100 mól O2 gázból 12 mól O2 gáz résztvesz a reakcióban, és 8 mól O3 gáz lesz belőle.

A maradék 88 mól kiinduló O2 gáz nem vesz részt a reakcióban, abból marad továbbra is 88 mól O2 gáz:

88 O2 ---> 88 O2

Összefoglalom:

100 mól O2 gázzal indulunk,

ebből 12 mólra: 12 O2 --> 8 O3

a maradék 88 mólra: 88 O2 ---> 88 O2

Összegezve a két fenti dolgot:

100 O2 ---> 8 O3 + 88 O2

Tehát 100 mól normál légköri oxigéngázból olyan gázkeverék jön létre, amiben 88 mól oxigénre 8 mól ózon jut.

A gázok térfogata --- mint az elején is írtam -- egyenesen arányos a molekulák anyagmennyiségével (,,a mólókkal'').

Tehát azokra is ugyanaz az arány igaz:

100 LITER normál légköri oxigéngázból olyan gázkeverék jön létre, amiben 88 LITER oxigénre 8 LITER ózon jut.

Minden 100 liter légköri oxigénből olyan gázkeverék jön létre, amelyben 88 liternyi oxigén marad, és még 8 liternyi ózonnal van keveredve. Igen, ahogy említetted is, az össztérfogat csökkent, de ez nem is csoda, hiszen a molekulák össz-anyagmennyisége is csökkent, hiszen a molekulákat alkotó atomok átrendeződtek! (A gázok anyagmenniségén többnire nem atomjaik, hanem molekuláik anyagmennyiségét értjük, és ez egyben térfogatukkal is arányos)

Tehát:

100 liter kiinduló tiszta oxigéngázból 88+8=96 liter gázkeverék képződött

És ebben a 96 liter gázkeverékben gázkeverékben 8 liter ózon van, vagyis az ózon koncentrációja térfogatszázalékban mérve: 8 / 96 átszámolva százalékra (figyelem, NEM 8/88!). 8 / 96 = 0,0833333..., ez százalékra átszámolva: 8,3333..%

Az eredeti feladatot ebből már meg tudod oldani, csak persze én 100 liter gázzal számoltam, nem tíz köbdeciméterrel, de arányosan ebből kiszámolható a válasz (Ha 100 liter gázból 96 liter gázkeverék lett, akkor 10 köbdeciméter gázból meg nyilván 9.6 köbdeciméter keverék lesz.). Az ózon koncentrációjával meg ennyit sem kell bajlódni, hiszen az független attól, mennyi gázt engedünk át az ozonizátoron.