Дано:
Объем смеси водорода и кислорода = 30 см³
Объем непрореагировавшего кислорода = 7,5 см³
Найти:
Объёмная доля кислорода в исходной смеси.
Решение:
1. Находим объем прореагировавшего кислорода:
Объем прореагировавшего кислорода = Объем смеси - Объем непрореагировавшего кислорода
Объем прореагировавшего кислорода = 30 см³ - 7,5 см³ = 22,5 см³
2. Согласно уравнению реакции между водородом и кислородом (2 H2 + O2 → 2 H2O), на 1 объем кислорода реагируют 2 объема водорода. Это значит, что для 22,5 см³ кислорода необходимо 2 * 22,5 см³ водорода = 45 см³ водорода.
3. Объем водорода в смеси можно найти:
Объем водорода в смеси = Общий объем смеси - Объем кислорода
Объем водорода в смеси = 30 см³ - Объем кислорода
4. Обозначим объем кислорода в исходной смеси как V(O2). Тогда:
V(H2) = 30 см³ - V(O2)
5. Учитывая, что для полного сгорания кислорода необходимо 45 см³ водорода, можем записать уравнение:
30 см³ - V(O2) = 2 * V(O2)
30 см³ = 3 * V(O2)
V(O2) = 30 см³ / 3 = 10 см³
6. Теперь мы знаем объем кислорода в исходной смеси:
Объем кислорода = 10 см³
7. Рассчитываем объемную долю кислорода в исходной смеси:
Объемная доля кислорода = Объем кислорода / Общий объем смеси
Объемная доля кислорода = 10 см³ / 30 см³ = 1/3 ≈ 0,33 или 33,33%
Ответ:
Объёмная доля кислорода в исходной смеси составляет примерно 33,33%.