Чтобы решить задачу о соотношении молекул озона (O₃) и кислорода (O₂) в озоно-кислородной смеси, нам нужно сначала определить количество молекул в заданной концентрации.
Концентрация озона: 20 мг/л.
Молярная масса озона (O₃) составляет примерно 48 г/моль. Чтобы перевести 20 мг в граммы:
\( 20 \, \text{мг} = 0.020 \, \text{г} \).Число моль озона:
Используем формулу для расчета числа молей:
\( n = \frac{m}{M} \), где \( n \) — число молей, \( m \) — масса, \( M \) — молярная масса.
Подставляем значения:
\( n_{O₃} = \frac{0.020 \, \text{г}}{48 \, \text{г/моль}} \approx 0.00041667 \, \text{моль} \).Число молекул озона:
Используем число Авогадро, которое составляет \( 6.022 \times 10^{23} \) молекул/моль:
\( N_{O₃} = n_{O₃} \times N_A \approx 0.00041667 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} \text{молекул/моль} \approx 2.51 \times 10^{20} \, \text{молекул} \).Концентрация кислорода:
В одной молекуле кислорода (O₂) находится 2 атома. Молярная масса кислорода — 32 г/моль. Предположим, что в 1 л смеси тоже содержится 20 мг O₂ (для удобства).
Затем, считая количество молей:
\( n_{O₂} = \frac{0.020 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0.000625 \, \text{моль} \).Число молекул кислорода:
\( N_{O₂} = n_{O₂} \times N_A \approx 0.000625 \, \text{моль} \times 6.022 \times 10^{23} \text{молекул/моль} \approx 3.76 \times 10^{20} \, \text{молекул} \).Соотношение молекул озона и кислорода:
Теперь мы можем найти отношение:
\( \frac{N_{O₂}}{N_{O₃}} \approx \frac{3.76 \times 10^{20}}{2.51 \times 10^{20}} \approx 1.5 \).
То есть, число молекул озона в смеси меньше числа молекул кислорода примерно в 1.5 раза. Округлено до целых, это будет 2.
Ответ: 2.