Для решения задачи определим, сколько молей кислорода израсходовано в процессе, если известно число электронов, отданных восстановителем.
Шаг 1. Запишем уравнение реакции сжигания магния:
\[ 2 \text{Mg} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{MgO} \]
При этом магний окисляется по следующему уравнению:
\[ \text{Mg} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2e^- \]
Следовательно, каждый магнит отдает 2 электрона при окислении.
Шаг 2. Общее число электронов, отданных восстановителем, равно \( 4,816 \times 10^{23} \).
Количество молей электрона:
\[ n_{e^-} = \frac{\text{число электронов}}{N_A} = \frac{4,816 \times 10^{23}}{6,022 \times 10^{23}} \approx 0,8 \text{ моль} \]
где \( N_A \) —число Авогадро.
Шаг 3. Определим, сколько молей магния участвовало. Так как каждый моль магния отдает 2 моль электронов, то:
\[ n_{\text{Mg}} = \frac{n_{e^-}}{2} = \frac{0,8}{2} = 0,4 \textоль} \]
Шаг 4. По уравнению реакции, на 2 моль магния потребуется 1 моль кислорода:
\[ \text{Mg} + \frac{1}{2} \text{O}_2 \rightarrow \text{MgO} \]
Значит, для 0,4 моль магния потребуется:
\[ n_{O_2} = \frac{1}{2} \times 0,4 = 0,2 \textоль} \]
Шаг 5. Объём кислорода при стандартных условиях (нормальных условиях, 0°C и 1 атм) определяется по:
\[ V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4 \text{ л/моль} = 0,2 \times 22,4 = 4,48 \text{ л} \]
Ответ:
Объем кислорода, израсходованный на сжигание магния, составляет 4,48 литров.