O ozônio troposférico pode causar diversos danos à saúde pública. Em determinada região, uma concentração de 40 ppb de ozônio foi encontrada. Converta essa concentração para moléculas por
. Considerar
.
e
.
Passo 1
O que o problema pede: converter uma concentração de ozônio de
para o número de moléculas por
.
Informações dadas:
-
de ozônio (assumir que “ppb” é por volume, i.e. fração molar). -
. -
. -
.
Constante necessária que usarei (valor padrão):
- Número de Avogadro
.
Passo 2
Entendendo o significado de
: para gases, partes por bilhão por volume (ppb) é igual à fração molar. Ou seja,
Isso significa que a fração molar do ozônio na mistura é
(um número muito pequeno, como esperado).
Passo 3
Relembrando a lei dos gases ideais e como usá-la para obter a densidade numérica total de moléculas: a lei dos gases ideais é
onde
é pressão,
é volume,
é número de mols e
é temperatura em kelvin. Reescrevendo para concentração molar (mols por litro) temos
Essa quantidade multiplicada por
dá o número total de moléculas por litro.
Passo 4
Converter a temperatura para kelvin:
Passo 5
Calcular a concentração molar total do ar (mols por litro) usando
:
Calcule o denominador primeiro:
. Então
Passo 6
Converter a concentração total em moléculas por litro multiplicando por
:
Passo 7
Agora obter o número de moléculas de ozônio por litro multiplicando pela fração molar
:
Passo 8
Converter para moléculas por
. Como
, dividimos por
:
Passo 9
Interpretação final rápida (ânimo!): esse valor significa que, nas condições dadas, cada centímetro cúbico de ar contém cerca de
moléculas de ozônio quando a concentração é
. É uma forma comum de expressar poluentes atmosféricos em termos microscópicos.