Объемные доли сероводорода и кислорода в 150 мл смеси
Смесь сероводорода и кислорода объемом 150 мл взорвали. После приведения к исходным условиям и конденсации воды объем образовавшейся смеси сократился до 75 мл. Если в сосуд с образовавшейся после взрыва газовой смесью внести тлеющую лучинку, то она вспыхнет. Определите объемные доли газов в исходной смеси.
Дано
`V_text{исх.}(смеси) = 150 text{ мл}`
`V_text{кон.}(смеси) = 75 text{ мл}`
Найти
`φ_text{исх.}(H_2S) = text{ ?}`
`φ_text{исх.}(O_2) = text{ ?}`
Решение
Тлеющая лучинка вспыхивает, значит в смеси был избыток кислорода, поэтому сероводород сгорает полностью по уравнению:
`2H_2S + 3O_2 = 2SO_2 + 2H_2O`
Пусть:
`V_text{исх.}(H_2S) = x`
`V_text{исх.}(O_2) = y`
Тогда объём исходной смеси:
`V_text{исх.}(смеси) = x + y = 150`
По уравнению реакции:
`V_text{исх.}(H_2S) = V(SO_2) = x`
`V_text{изб.}(O_2) = y - 1.5*x`
Объём конечной газовой смеси:
`V_text{кон.}(смеси) = V(SO_2) + V_text{изб.}(O_2)`
`x + y - 1.5*x = 75`
Составим и решим пропорцию:
`{(y = 150 - x),(y - 0.5*x = 75):}`
`150 - x - 0.5*x = 75`
`V_text{исх.}(H_2S) = x = 50 text{ мл}`
`V_text{исх.}(O_2) = y = 150 - 50 = 100 text{ мл}`
Вычислим объёмные доли в исходной смеси:
`φ_text{исх.}(H_2S) = (100*V_text{исх.}(H_2S))/(150) = (100*50)/150 = 33.33%`
`φ_text{исх.}(O_2) = (100*V_text{исх.}(O_2))/(150) = (100*100)/150 = 66.67%`
Ответ
`φ_text{исх.}(H_2S) = 33.33%`
`φ_text{исх.}(O_2) = 66.67%`