Какой объем кислорода и водорода присутствовал в начальной смеси до реакции, если после реакции осталось только

Турандот

2

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о соотношении объемов в газовых реакциях. Он известен как закон Дальтона. Согласно данному закону, в случае идеальных газов, сумма объемов реагирующих газов равна суммарному объему продуктов реакции при постоянной температуре и давлении.

Так как мы знаем, что после реакции осталось только 10 мл кислорода, это значит, что объем водорода, находившегося в начальной смеси, равен разнице между исходным объемом и остаточным объемом кислорода. Предположим, исходный объем кислорода был \(V_{\text{кисл}}\), тогда объем водорода можно выразить следующим образом:
\[V_{\text{вод}} = V_{\text{изнач}} - V_{\text{кисл}}\]

Итак, мы знаем, что объем водорода равен разности между изначальным объемом и остаточным объемом кислорода. Теперь нам нужно определить, каков объем кислорода в начальной смеси. Для этого необходимо провести первые несколько шагов химического анализа задачи.

Кислород (О₂) и водород (H₂) реагируют путем объединения двух молекул кислорода и одной молекулы водорода, образуя две молекулы воды (Н₂О). Следовательно, соотношение между объемами их реакционных компонентов будет следующим:

\[V_{\text{кисл}} : V_{\text{вод}} = 2 : 1\]

То есть, для каждых 2 объемов кислорода, необходимо 1 объем водорода.

Зная это соотношение, мы можем записать уравнение:

\[2V_{\text{кисл}} + V_{\text{вод}} \rightarrow 2V_{\text{вода}}\]

Теперь мы можем выразить объемы кислорода и водорода с помощью одной переменной. Обозначим найденный объем водорода как \(V_{\text{вода}}\). Тогда объем кислорода можно выразить следующим образом:

\[V_{\text{кисл}} = 2V_{\text{вода}}\]

У нас есть уравнение, связывающее объем водорода (\(V_{\text{вода}}\)) и объем кислорода (\(V_{\text{кисл}}\)). Теперь мы можем записать уравнение, отражающее данный факт:

\[V_{\text{вода}} + V_{\text{кисл}} = V_{\text{изнач}}\]

Теперь подставим выражение для объема кислорода в данное уравнение:

\[V_{\text{вода}} + 2V_{\text{вода}} = V_{\text{изнач}}\]

\[3V_{\text{вода}} = V_{\text{изнач}}\]

Зная, что суммарный объем водорода и кислорода равняется изначальному объему смеси, и что общий объем смеси равнялся изначальному объему минус объем оставшегося кислорода, мы можем записать уравнение:

\[3V_{\text{вода}} = V_{\text{изнач}} - V_{\text{кисл}}\]

Теперь подставим данные: \(V_{\text{изнач}} = V_{\text{кисл}} + V_{\text{вода}} = 10 + V_{\text{вода}}\).

Таким образом, уравнение преобразуется к следующему виду:

\[3V_{\text{вода}} = 10 + V_{\text{вода}}\]

Теперь решим это уравнение:

\[2V_{\text{вода}} = 10\]

\[V_{\text{вода}} = \frac{10}{2} = 5\]

Таким образом, объем водорода в начальной смеси составлял 5 мл. Теперь мы можем найти объем кислорода, используя выражение \(V_{\text{кисл}} = 2V_{\text{вода}}\):

\[V_{\text{кисл}} = 2 \cdot 5 = 10\]

Таким образом, объем кислорода в начальной смеси также составлял 10 мл.

Окончательный ответ: в начальной смеси до реакции присутствовало 10 мл кислорода и 5 мл водорода.