Чтобы решить задачу, найдем количество молекул озона и кислорода в данной смеси.
Определим массу озона в растворе: Дано: 15 мг озона на литр.
Переведем миллиграммы в граммы: \[ 15 \, \text{мг} = 0.015 \, \text{г} \]
Найдем количество молекул озона (O₃): Для этого используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( n \) — количество вещества в молях, \( m \) — масса вещества, \( M \) — молярная масса.
Молярная масса озона (O₃) составляет: \[ M_{O₃} = 3 \times 16 \, \text{г/моль} = 48 \, \text{г/моль} \]
Подставляем значения: \[ n_{O₃} = \frac{0.015 \, \text{г}}{48 \, \text{г/моль}} = 0.0003125 \, \text{моль} \]
Теперь найдём количество молекул озона: Используем число Авогадро (\( N_A \)), которое приблизительно равно \( 6.022 \times 10^{23} \): \[ N_{O₃} = n_{O₃} \times N_A = 0.0003125 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 1.88 \times 10^{20} \, \text{молекул} \]
Теперь рассчитаем количество молекул кислорода (O₂): Предположим, что в 1 л воздуха содержится примерно 21% кислорода. Молярная масса кислорода (O₂) составляет: \[ M_{O₂} = 2 \times 16 \, \text{г/моль} = 32 \, \text{г/моль} \]
В 1 литре воздуха масса кислорода примерно: \[ \text{Масса кислорода в 1 л} \approx 0.21 \times 29 \, \text{г} \approx 6.09 \, \text{г} \]
Теперь найдем количество молекул кислорода: \[ n_{O₂} = \frac{6.09 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} \approx 0.1903 \, \text{моль} \]
Подставляем в формулу для нахождения количества молекул: \[ N_{O₂} = n_{O₂} \times N_A \approx 0.1903 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 1.14 \times 10^{23} \, \text{молекул} \]
Теперь найдем, во сколько раз число молекул озона меньше числа молекул кислорода: \[ \text{Сравнение} = \frac{N_{O₂}}{N_{O₃}} \approx \frac{1.14 \times 10^{23}}{1.88 \times 10^{20}} \approx 606.4 \]
Округляя, получаем, что число молекул озона в смеси в примерно 606 раз меньше числа молекул кислорода.