С учетом того, что азот составляет 79% объема воздуха, определите молярную концентрацию азота в атмосфере

Solnechnyy_Zaychik

52

Чтобы решить эту задачу, мы должны определить молярную концентрацию азота в атмосфере. Молярная концентрация представляет собой отношение молей азота к объему воздуха.

Дано, что азот составляет 79% объема воздуха. Это значит, что объем азота составляет 79% от общего объема воздуха.

Мы также знаем, что объемная концентрация выражается в процентах, поэтому нам понадобится преобразовать проценты в десятичное значение. Для этого мы делим процент на 100:

\(79\% = \frac{79}{100} = 0.79\)

Теперь, чтобы определить молярную концентрацию азота в атмосфере, мы должны рассмотреть стандартный объем воздуха при нормальных условиях. Обычно этот объем равен 22.4 литра для одного моля любого газа.

Поскольку объем азота составляет 79% от общего объема воздуха, мы можем умножить стандартный объем воздуха на долю азота:

\(0.79 \times 22.4 = 17.696\) литров

Таким образом, объем азота в атмосфере составляет примерно 17.696 литров.

Теперь нам нужно определить число молей азота в этом объеме. Для этого мы используем уравнение состояния идеального газа: \(PV = nRT\), где \(P\) - давление, \(V\) - объем, \(n\) - количество молей, \(R\) - газовая постоянная и \(T\) - температура.

Подставляя известные значения, мы получаем:

\(n \times R \times T = P \times V\)

Так как мы рассматриваем атмосферу, давление примерно равно 1 атмосфере, температура примерно равна 273 К (или 0 градусов Цельсия), а объем азота равен 17.696 литрам, мы можем записать:

\(n \times R \times 273 = 1 \times 17.696\)

Теперь остается только решить уравнение для неизвестной \(n\). Здесь можно использовать значение газовой постоянной \(R\), которая равна 0.0821 атмол/К*л. Подставляя все значения, получаем:

\(n = \frac{{1 \times 17.696}}{{0.0821 \times 273}}\)

Выполняя вычисления, получаем:

\(n \approx 0.789\) моль

Таким образом, молярная концентрация азота в атмосфере составляет приблизительно 0.789 моль.