При смешивании водорода (H2) и кислорода (O2) в соотношении, необходимом для реакции, мы можем рассмотреть уравнение реакции:
\[ 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \]
Из этого уравнения видно, что для полного реагирования 2 моля водорода необходим 1 моль кислорода. Для того чтобы выяснить, сколько газа останется после реакции, нужно рассчитать, сколько водорода и кислорода у нас есть в мольной пропорции.
Сначала найдем моли обоих газов:
- Объем водорода: 24 мл
- Объем кислорода: 15 мл
Поскольку объемы газов в одинаковых условиях (при равной температуре и давлении) пропорциональны их количеству в молях, мы можем использовать объемы напрямую.
Для реакции необходимо:
- На 24 мл H2 (это 2 части) нужно 12 мл O2 (это 1 часть).
Теперь проанализируем:
- У нас есть 24 мл H2 (это достаточно для 12 мл O2).
- У нас есть 15 мл O2, то есть его достаточно, чтобы прореагировать с 30 мл H2 (но у нас только 24 мл H2).
Таким образом, кислорода у нас избыток.
Теперь посмотрим, сколько H2 прореагирует с 15 мл O2. Поскольку на 1 моль H2 требуется 0.5 молей O2, то для 15 мл O2 потребуется 30 мл H2. Но у нас только 24 мл H2.
Теперь считаем, сколько кислорода не прореагирует:
Уравнение показывает, что из 2 частей H2 на 1 часть O2:
- Полная реакция: 2H2 + 1O2 = 2H2O (где 2H2 замещаются на 1O2).
25 мл H2 прореагирует с 12 мл O2. Поэтому:
- Из 15 мл O2 12 мл прореагирует с 24 мл H2.
Таким образом, останется: 15 мл O2 - 12 мл O2 = 3 мл O2.
В итоге, после реакции останется 3 мл кислорода (O2) и образуется 24 мл воды (H2O), поскольку весь водород прореагирует.
Подводя итог:
- Остаток: 3 мл кислорода (O2).
- Остаток: 24 мл воды (H2O) в парообразном состоянии.