Question

Для спалювання суміші водню і метану об'ємом 10л було витрачено кисень об'ємом 17л. Визначити об'ємні частки водню і метану у вихідній суміші .

Answer 1

Дано:

V(H2;CH4)= 10 л

V(O2) = 17 л

φ‎(Н2;СН4)— ?

2H2 + O2 = 2H2O

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Нехай водню було х л, тоді метану — 10 - х л.

Позначимо об'єм кисню у першій реакції за у, а у другій — за у1. у + у1 = 17 л. Виразимо у та у1 через х:

y = 22.4x/44.8;

y1 = (44.8(10-x))/22.4

y = 0.5x

y1 = 20-2x

0.5x + 20 - 2x = 17

-1.5x = -3

1.5x = 3

x = 3/1.5

x = 2 (л) — водень

φ‎(H2) = (2/10)*100% = 20%

φ‎(CH4) = 100% - 20% = 80%

Відповідь: у вихідній суміші було 20% водню і 80% метану.

Answer 2

Для визначення об'ємних часток водню (H₂) і метану (CH₄) у вихідній суміші, можна скористатися законом додаткових об'ємів. Закон додаткових об'ємів стверджує, що об'єм реагуючих газів і пропорційний до їхнього стехіометричного коефіцієнта.

У даному випадку, знаючи, що витрачено 17 л кисню (O₂), ми можемо порівняти його об'єм з об'ємами водню (H₂) і метану (CH₄).

Водень (H₂) спалюється з киснем згідно з рівнянням: 2H₂ + O₂ -> 2H₂O

Метан (CH₄) спалюється з киснем згідно з рівнянням: CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O

З рівняння видно, що коефіцієнт стехіометрії для водню в обох реакціях дорівнює 2, а для метану - 1.

Отже, згідно зі законом додаткових об'ємів, об'єм водню в суміші буде 2 рази більший за об'єм кисню, тобто 2 * 17 л = 34 л.

Аналогічно, об'єм метану буде рівним об'єму кисню, тобто 17 л.

Таким чином, об'ємна частка водню у вихідній суміші становить 34 л / (34 л + 17 л) = 0.67, а об'ємна частка метану становить 17 л / (34 л + 17 л) = 0.33.

Отже, об'ємна частка водню у вихідній суміші складає 0.67 (або 67%), а об'ємна частка метану - 0.33 (або 33%).