Dane:

$p=1000\mathrm{hPa}$ 

$T=25^{o}C$

Szukane:

$d_{\mathrm{O}{}_2}=?$

$d_{\mathrm{O}{}_3}=?$

Obliczenia:

Zakładamy, że posiadamy po 1 molu tlenu oraz ozonu.

Znając warunki reakcji obliczamy objętość gazów korzystając z równania Clapeyrona, które przekształcamy do odpowiedniej postaci:

$pV=nRT\to V=\frac{nRT}{p}$

Stała gazowa dla ciśnienie wyrażonego w hPa przyjmuje wartość:

$R=83,1\frac{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot \mathrm{hPa}}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}$

$T=25^{o}C=298\mathrm{K}$

$V=\frac{1\mathrm{mol}\cdot 83,1\frac{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot \mathrm{hPa}}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}\cdot 298\mathrm{K}}{1000\mathrm{hPa}}=24,7638\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

Obliczamy masy molowe tlenu i ozonu:

$M_{\mathrm{O}{}_2}=2\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=32\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$M_{\mathrm{O}{}_3}=3\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=48\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Gęstość gazów obliczamy korzystając z poniższego wzoru:

$d=\frac{m}{V}$

$d_{\mathrm{O}{}_2}=\frac{32\mathrm{g}}{24,7638\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=1,29\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$d_{\mathrm{O}{}_3}=\frac{48\mathrm{g}}{24,7638\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=1,93\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Odpowiedź. Gęstość tlenu i ozonu są w tych warunkach równe: 1,29 g/dm³ i 1,93 g/dm³.