¿Cuánto oxígeno hay en un vaso de agua?

Question

Sé que el agua es 2 partes de hidrógeno y 1 parte de oxígeno. El hidrógeno y el oxígeno son gases bastante ligeros, no pesan mucho comparados con el agua. El agua es muy pesada y me hizo preguntarme exactamente cuánto oxígeno necesitaría para hacer una taza de agua.

Por favor, responda en términos de metros cúbicos de aire, asumiendo que el aire es 21% de oxígeno, y que mi pequeña taza contiene sólo 100 ml. Supongo que la pregunta exacta es: ¿Cuántos metros cúbicos de aire contienen la misma cantidad de oxígeno que se encuentra en 100 ml de agua?

Answer 1

Como el peso molecular del agua es $18\ \mathrm{g/mol}$ , $100\ \mathrm{ml}$ (densidad = $1\ \mathrm{g/ml}$ Así que $100\ \mathrm{ml} \overset{\wedge}{=} 100\ \mathrm{g}$ de agua) del agua contiene $$\frac{100}{18} = 5.56$$ moles de agua, o 5,56 moles de oxígeno atómico ( $\ce{O}$ ), o 5,56/2 = 2,78 moles de oxígeno molecular ( $\ce{O2}$ ).

A temperatura y presión estándar, 1 mol de un gas ocupa 22,4 litros. Por lo tanto, 2,78 moles de oxígeno molecular ocuparán 62,22 litros.

Si el aire tiene un 21% de oxígeno molecular, entonces necesitaríamos 62,22/0,21, es decir, 296,3 litros de aire para proporcionar esa cantidad de oxígeno molecular.

Como 1 metro cúbico equivale a 1000 litros, este volumen se convierte en 0,3 metros cúbicos de aire.

Por lo tanto, 0,3 metros cúbicos de aire contienen la misma cantidad de oxígeno que está presente en 100 ml de agua.