Vraag 23
De genoemde bufferoplossing met opgelost KBr wordt gebruikt in een zogenoemde ozonmeter. Een ozonmeter is als volgt schematisch weer te geven.
ozonmeter
Het ozon uit de ingeleide lucht reageert volgens reactie 1
(03 + H20 + 2 Br- → 02 + 2 OH- + Br2)'
In de ozonmeter wordt het gevormde Br2 vervolgens aan de negatieve elektrode snel en volledig omgezet in Br-:
Tegelijkertijd vindt aan de positieve elektrode een reactie plaats waarbij elektronen worden afgegeven; deze reactie speelt verder bij de metingen geen rol.
De spanning is zodanig ingesteld dat alleen een stroom loopt als Br2 aan de negatieve elektrode kan reageren. Als de hoeveelheid lucht die per seconde wordt ingevoerd constant wordt gehouden, dan is de gemeten stroomsterkte evenredig met de ozonconcentratie.
Lucht kan als verontreiniging, naast ozon, ook stikstofdioxide bevatten. Ook stikstofdioxide reageert in de ozonmeter snel en volledig met Br-:
Om van verontreinigde lucht de stikstofdioxideconcentratie en de ozonconcentratie te bepalen worden drie metingen verricht met de beschreven ozonmeter. Bij elke meting wordt per seconde hetzelfde volume lucht doorgeleid.
Meting 1
Men meet de stroomsterkte als de lucht met ozon en stikstofdioxide door de ozonmeter wordt geleid. De gemeten stroomsterkte blijkt 7,6 · 10-7 A te zijn.
Meting 2
Men behandelt de lucht eerst zodanig dat de aanwezige ozon ontleedt volgens 2 03 → 3 02' Hierna leidt men de lucht, die dan geen ozon maar wel stikstofdioxide bevat, door de ozonmeter en meet de stroomsterkte. De stroomsterkte blijkt 2,0 · 10-7 A te zijn.
Om uit de meetresultaten het gehalte aan ozon en het gehalte aan stikstofdioxide in de verontreinigde lucht te kunnen berekenen wordt een ijkmeting uitgevoerd met lucht die geen stikstofdioxide bevat, maar wel een bekend gehalte aan ozon.
Meting 3 (ijkmeting)
Men meet de stroomsterkte als lucht die 2,0 · 10-13 mol ozon per cm3 bevat, door de ozonmeter wordt geleid. De gemeten stroomsterkte blijkt 9,6 · 10-8 A te zijn.
Bereken het aantal mol ozon per cm3 van de lucht die bij meting 1 door de ozonmeter wordt geleid.