Дано:
- объем смеси (V(см)) = 8,4 л
- объем кислорода (V(O2)) = 14 л
Найти:
- объем сероводорода (V(H2S)) в исходной смеси.
Решение:
1. Уравнения реакций для сгорания сероводорода и метана:
Для сероводорода:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
Для метана:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
2. Найдем, сколько кислорода требуется для сжигания каждого газа:
- На 2 моль H2S требуется 3 моль O2, следовательно, на 1 моль H2S потребуется 1,5 моль O2.
- На 1 моль CH4 требуется 2 моль O2.
3. Обозначим объем сероводорода как V(H2S) и объем метана как V(CH4). Тогда:
V(H2S) + V(CH4) = 8,4 л (1)
Для кислорода:
1,5 * V(H2S) + 2 * V(CH4) = 14 л (2)
4. Из уравнения (1) выразим V(CH4):
V(CH4) = 8,4 - V(H2S)
5. Подставим V(CH4) из уравнения (1) в уравнение (2):
1,5 * V(H2S) + 2 * (8,4 - V(H2S)) = 14
6. Раскроем скобки:
1,5 * V(H2S) + 16,8 - 2 * V(H2S) = 14
7. Приведем подобные:
-0,5 * V(H2S) + 16,8 = 14
-0,5 * V(H2S) = 14 - 16,8
-0,5 * V(H2S) = -2,8
8. Найдем V(H2S):
V(H2S) = -2,8 / -0,5 = 5,6 л
Ответ:
Объем сероводорода в исходной смеси составляет 5,6 литра.