Ha a kén-dioxid koncentrációja 64 mikrogram/m^3, akkor fél óra alatt mennyi szulfát keletkezik a levegőben?

A kérdés alapján azt szeretnénk kiszámítani, hogy fél óra alatt mennyi szulfát keletkezik a levegőben, ha a kén-dioxid koncentrációja 64 mikrogramm/m^3, és a kén-dioxid 1%-a alakul át kénsavvá 1 óra alatt.

Először át kell váltanunk a koncentrációt az egységrendszernek megfelelő formára. 64 mikrogramm/m^3 = 64 * 10^-9 g/cm^3.

Ezután kiszámíthatjuk, hogy mennyi kén-dioxid található a levegőben egy adott térfogatban. Tegyük fel, hogy az adott térfogat V m^3.

A kén-dioxid mennyisége a levegőben a következőképpen számítható:

m(kén-dioxid) = (koncentráció) * (térfogat)

m(kén-dioxid) = (64 * 10^-9 g/cm^3) * (V m^3)

Azt is tudjuk, hogy a kén-dioxid 1%-a alakul át kénsavvá 1 óra alatt. Ez alapján a sebességi állandó (k) értéke 1%/h.

A feladat szerint fél órán belül szeretnénk meghatározni a szulfát mennyiségét. Először azonban szükségünk van a reakcióidőre órában.

A feladatban fél órát kell átszámítani órába:

0,5 óra = 0,5 * 1 h = 0,5 h

A kénsav keletkezése a következő reakcióval történik:

SO2 + O2 -> SO3

A szulfát mennyisége, ami keletkezik az adott idő alatt a következőképpen számítható:

m(szulfát) = m(kén-dioxid) * (konverzió) * (idő) * (moláris tömeg(szulfát) / moláris tömeg(kén-dioxid))

Ahol:

konverzió = 0,01 (1%)

idő = 0,5 óra = 0,5 h

moláris tömeg(szulfát) = 96 g/mol

moláris tömeg(kén-dioxid) = 64 g/mol

Az előbb kiszámított kén-dioxid mennyiségét (m(kén-dioxid)) helyettesítsük az egyenletben:

m(szulfát) = (64 * 10^-9 g/cm^3) * (V m^3) * (0,01) * (0,5 h) * (96 g/mol / 64 g/mol)

Az adott térfogat (V m^3) értékét helyettesíthetjük a feladatból adott értékkel, majd kiszámíthatjuk a szulfát mennyiségét (m(szulfát)).