После реакции сероводорода с кислородом (в результате образуется сернистый газ и жидкая вода) объем смеси уменьшился на 81мл. не прореагировало и осталось 200 мл кислорода. найти объемные части газов в исходной смеси.
Поскольку образуется жидкая вода, а не водяной пар, то объемом водяного пара пренебрегаем. Дело в том, что одно и то же количество вещества воды занимает объем во много раз меньший в жидком состоянии , чем в виде газа (пара). Действительно, 1 моль H₂O - это 18 г воды. 18 г жидкой воды - это 18 мл, а в виде пара - 22,4 л - то есть более, чем в тысячу раз.
Поскольку кислород O₂ был в избытке, весь сероводород H₂S вступил в реакцию. При этом из сероводорода образовалось эквивалентное количество, а значит, и эквивалентный объем сернистого газа SO₂. (Это так, потому что объемы (и количества вещества) газов пропорциональны коэффициентам в уравнении). V(O₂ (избыток)) = 200 мл - объем избытка O₂, оставшегося после реакции. Пусть 2х мл был объем сероводорода V(H₂S) до реакции. Тогда 2х мл - объем образовавшегося сернистого газа V(SO₂). Тогда 3х мл - объем кислорода, прореагировавшего с сероводородом. Тогда (3х+200) мл - был объем кислорода V(O₂) до реакции.
Второй скорее, арифметический, чем алгебраический, а потому короче.
Соотношение объемов (и количеств вещества) газов равно отношению их коэффициентов в уравнении.
2 H₂S + 3 O₂ = 2 SO₂ + 2 H₂O
Допустим сначала, что газы смешаны строго по уравнению. Тогда 2 части H₂S и 3 части O₂ превращаются в 2 части SO₂ (объемом водяного пара пренебрегаем, поскольку образуется жидкая вода) Получается, 5 частей газов превратились в 2 части газа. Уменьшение объема составило 3 части. И этому уменьшению соответствует 81 мл. Тогда одной части соответствует 81/3 = 27 мл. Тогда 2 частям H₂S соответствует 27*2=54 мл. Тогда 3 частям O₂ соответствует 27*3 = 81 мл. Теперь вспомним, что после реакции осталось 200 мл избытка O₂. Этот избыток был и до реакции. Значит, первоначальный объем кислорода равен 81+200=281 мл. Тогда общий объем смеси был 281+54 = 335 мл. Объемная доля H₂S = 54/335 = 0.16 Объемная доля O₂ = 281/335 = 0.84 ответ: H₂S - 0,16 ; O₂ - 0,84
2 H₂S + 3 O₂ = 2 SO₂ + 2 H₂O
Поскольку образуется жидкая вода, а не водяной пар, то объемом водяного пара пренебрегаем. Дело в том, что одно и то же количество вещества воды занимает объем во много раз меньший в жидком состоянии , чем в виде газа (пара).
Действительно, 1 моль H₂O - это 18 г воды. 18 г жидкой воды - это 18 мл, а в виде пара - 22,4 л - то есть более, чем в тысячу раз.
Поскольку кислород O₂ был в избытке, весь сероводород H₂S вступил в реакцию. При этом из сероводорода образовалось эквивалентное количество, а значит, и эквивалентный объем сернистого газа SO₂. (Это так, потому что объемы (и количества вещества) газов пропорциональны коэффициентам в уравнении).
V(O₂ (избыток)) = 200 мл - объем избытка O₂, оставшегося после реакции.
Пусть 2х мл был объем сероводорода V(H₂S) до реакции.
Тогда 2х мл - объем образовавшегося сернистого газа V(SO₂).
Тогда 3х мл - объем кислорода, прореагировавшего с сероводородом.
Тогда (3х+200) мл - был объем кислорода V(O₂) до реакции.
2 H₂S + 3 O₂ = 2 SO₂ + 2 H₂O [ + O₂ (избыток)]
2х мл (3х+200) мл 2х мл 200 мл
Суммарный объем до реакции V₁ = V(H₂S) + V(O₂) =
= 2х + (3х + 200) = 5х + 200.
Суммарный объем после реакции V₂ = V(SO₂) + V(O₂ (избыток)) =
= 2х + 200.
V₂-V₁ = 2х + 200 - (5х + 200) = -3х
По условию объем после реакции уменьшился на 81 мл: V₂ = V₁ - 81 мл.
Отсюда
V₂-V₁ = -81 = -3х
-81 = -3х
х = 27 мл
2х = 54 мл - объем сероводорода до реакции V(H₂S)
3х + 200 = 281 мл - объем кислорода до реакции V(O₂)
Тогда соотношение объемов газов:
V(H₂S) : V(O₂) = 54 : 281 ≈ 1 : 5,2
А объемные доли (части) газов φ составят:
φ(H₂S) = 54 мл / (54+281) мл = 54/335 = 0,16 = 16 об.%
φ(O₂) = 281 мл / (54+281) мл = 281/335 = 0,84 = 84 об.%
ответ: H₂S - 0,16 ; O₂ - 0,84
Второй скорее, арифметический, чем алгебраический, а потому короче.
Соотношение объемов (и количеств вещества) газов равно отношению их коэффициентов в уравнении.
2 H₂S + 3 O₂ = 2 SO₂ + 2 H₂O
Допустим сначала, что газы смешаны строго по уравнению.
Тогда 2 части H₂S и 3 части O₂ превращаются в 2 части SO₂ (объемом водяного пара пренебрегаем, поскольку образуется жидкая вода)
Получается, 5 частей газов превратились в 2 части газа. Уменьшение объема составило 3 части. И этому уменьшению соответствует 81 мл.
Тогда одной части соответствует 81/3 = 27 мл.
Тогда 2 частям H₂S соответствует 27*2=54 мл.
Тогда 3 частям O₂ соответствует 27*3 = 81 мл.
Теперь вспомним, что после реакции осталось 200 мл избытка O₂.
Этот избыток был и до реакции.
Значит, первоначальный объем кислорода равен 81+200=281 мл.
Тогда общий объем смеси был 281+54 = 335 мл.
Объемная доля H₂S = 54/335 = 0.16
Объемная доля O₂ = 281/335 = 0.84
ответ: H₂S - 0,16 ; O₂ - 0,84