Номер 78, страница 202 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.78. Почему при пропускании смеси озона и кислорода над порошком серебра объём газа не изменяется, хотя порошок темнеет?

Решение

При пропускании смеси озона и кислорода над порошком серебра происходят два ключевых процесса, объясняющих наблюдаемые явления.

Во-первых, потемнение порошка серебра. Серебро ($Ag$) — это металл с характерным блеском. Кислород ($O_2$) при обычных условиях с серебром не реагирует. Однако озон ($O_3$) является очень сильным окислителем и вступает в реакцию с серебром, окисляя его до оксида серебра(I) ($Ag_2O$). Оксид серебра(I) представляет собой порошок темно-коричневого или черного цвета. Образование этой темной пленки оксида на поверхности частиц серебра и является причиной потемнения порошка.

Уравнение химической реакции, описывающей этот процесс, выглядит так:

$2Ag_{(тв)} + O_{3(г)} \rightarrow Ag_2O_{(тв)} + O_{2(г)}$

Во-вторых, неизменность объёма газа. Для объяснения этого факта обратимся к написанному выше уравнению реакции и закону Авогадро. Согласно закону Авогадро, при одинаковых температуре и давлении равные объёмы любых газов содержат одинаковое число молекул (и, соответственно, молей).

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль газообразного озона ($O_3$), вступившего в реакцию, образуется 1 моль газообразного кислорода ($O_2$). Это означает, что количество молей газа в системе не меняется: сколько объёма газа было израсходовано, ровно столько же объёма другого газа образовалось. Таким образом, общий объём газовой смеси (исходный кислород + кислород, образовавшийся из озона) остается постоянным.

Ответ: Порошок серебра темнеет в результате его окисления озоном и образования оксида серебра(I) ($Ag_2O$), который имеет темный цвет. Объем газа не изменяется, так как в ходе реакции $2Ag + O_3 \rightarrow Ag_2O + O_2$ из каждого объема израсходованного газообразного озона образуется такой же объем газообразного кислорода, в результате чего общее количество молей газа в системе остается неизменным.