Pour résoudre ce problème, nous devons d'abord écrire l'équation chimique équilibrée pour la réaction entre l'oxygène (\( O_2 \)) et le carbone (\( C \)) pour former du dioxyde de carbone (\( CO_2 \)).
L'équation chimique équilibrée est :
\[ C + O_2 -> CO_2 \]
Comme nous n'avons pas les coefficients stoechiométriques équilibrés, nous devons les déterminer. Dans ce cas, l'équation est déjà équilibrée : un atome de carbone réagit avec une molécule d'oxygène pour former une molécule de dioxyde de carbone.
Maintenant, nous devons utiliser les proportions des réactifs pour calculer la quantité de produit formé. L'oxygène est en excès dans cette réaction, donc le carbone est le réactif limitant.
Pour calculer le volume de dioxyde de carbone formé, nous devons utiliser la loi de Gay-Lussac qui dit que les volumes de gaz réagissent entre eux dans des proportions de nombres entiers, pourvu que tous les volumes soient mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression.
Si nous supposons que la réaction se déroule à température et pression constantes, les volumes des gaz sont proportionnels aux nombres de moles des gaz respectifs.
Puisque la réaction est stoïchiométrique, un volume de 1 L de dioxyde de carbone est produit pour chaque volume de carbone qui réagit.
Ainsi, si
