برای حل این سوال، ابتدا به محاسبه سرعت متوسط تولید \( O_2 \) بر حسب \( \text{mol.L}^{-1}\text{s}^{-1} \) نیاز داریم.
### بخش الف:
سرعت متوسط تولید \( O_2 \) در فاصله زمانی مشخص محاسبه میشود. در اینجا میتوانیم از تغییر غلظت \( O_2 \) در فاصلههای زمانی مختلف استفاده کنیم.
\[
\text{سرعت متوسط} = \frac{\Delta [O_2]}{\Delta t}
\]
اطلاعات مورد نیاز را از جدول استخراج میکنیم. به عنوان مثال، برای \( 15 \) تا \( 0 \) ثانیه:
داریم:
- \( [O_2] \) در \( t = 0 \): 0
- \( [O_2] \) در \( t = 15 \): 0.10
\[
\Delta [O_2] = 0.10 - 0 = 0.10
\]
\[
\Delta t = 15 - 0 = 15 \, \text{ثانیه}
\]
بنابراین سرعت متوسط:
\[
\text{سرعت متوسط} = \frac{0.10}{15} \approx 0.0067 \, \text{mol.L}^{-1}\text{s}^{-1}
\]
### بخش ب:
برای محاسبه سرعت متوسط تولید \( NO \) در شرایطی که حجم ظرف 2 لیتر باشد:
- از رابطه استوکیومتری واکنش استفاده میکنیم: \( 2NO_2 \rightarrow 2NO + O_2 \)
- نسبت تغییر در غلظت \( NO \) مانند \( NO_2 \) است، پس:
\[
\text{سرعت تولید} [NO] = 2 \times \text{سرعت مصرف} [NO_2]
\]
برای \( [NO_2] \) بین \( 15 \) تا \( 0 \) ثانیه محاسبه میکنیم:
- \( [NO_2] \) در \( t = 0 \): 1.4
- \( [NO_2] \) در \( t = 15 \): 1.2
\[
\Delta [NO_2] = 1.2 - 1.4 = -0.2
\]
\[
\Delta t = 15
\]
\[
\text{سرعت مصرف} [NO_2] = \frac{-0.2}{15} = -0.0133 \, \text{mol.L}^{-1}\text{s}^{-1}
\]
\[
\text{سرعت تولید} [NO] = 2 \times 0.0133 = 0.0266 \, \text{mol.L}^{-1}\text{s}^{-1}
\]
با توجه به اینکه حجم ظرف 2 لیتر است:
\[
\text{سرعت تولید کلی} = 0.0266 \times 2 = 0.0532 \, \text{mol.min}^{-1}
\]
بنابراین، سرعت متوسط تولید \( NO \) در حجم 2 لیتر برابر با \( 0.0532 \, \text{mol.min}^{-1} \) است.
