Из уравнения разложения воды на кислород и водород:
2H2O -> 2H2 + O2
Массовая доля кислорода в воде равна 16 г/моль, водорода - 2 г/моль.
Молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль.
Таким образом, чтобы вычислить количество молей кислорода, выделившегося в результате разложения воды массой 9 г, мы должны разделить массу на молярную массу кислорода:
n(O2) = 9 г / 32 г/моль = 0,28125 моль
Так как уравнение разложения воды показывает, что на 2 молекулы воды приходится 1 молекула кислорода, мы можем утверждать, что количество молекул кислорода равно половине количества молей:
n(O2) = 0,28125 моль / 2 = 0,140625 моль
Теперь мы можем вычислить объем кислорода в нормальных условиях (н.у.) с использованием уравнения состояния идеального газа (V = nRT/P, где R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление):
V(O2) = n(O2) * R * T / P
При нормальных условиях (0°C или 273,15 К, 1 атм или 101,325 кПа), значения универсальной газовой постоянной (R) и давления (P) равны:
R = 0,0821 Lатм/(мольК) P = 1 атм = 101,325 кПа
Если мы предположим, что температура остается постоянной (например, 25°C или 298,15 К), то мы можем вычислить объем кислорода:
V(O2) = 0,140625 моль * 0,0821 Lатм/(мольК) * 298,15 К / (101,325 кПа)
V(O2) = 0,140625 моль * 24,45982 / (101,325 кПа)
V(O2) ≈ 0,03373 л или 33,73 мл
Таким образом, объем кислорода (н.у.), выделившегося в результате разложения воды массой 9 г, составляет около 33,73 мл.
