Яка масова частка наявного карбону у зразку камяного вугілля, який повністю спалили в кисні і утворився карбон(iv) оксид обємом 22,4 л?
Ответ:
Карбон(iv) оксид состоит из углерода (С) и кислорода (O). Массовая частка углерода в карбон(iv) оксиде будет равна отношению массы углерода к массе всего соединения.
В данном случае, мы знаем, что в реакции уголь полностью сгорел в кислороде, а объем карбон(iv) оксида, образовавшегося при этом, равен 22,4 л.
Для начала, нам необходимо выразить объем угля, который был исходным.
Так как объем углекислого газа (карбон(iv) оксида) при сгорании угля равен объему кислорода, мы можем сделать вывод, что объем угля равен 22,4 л.
Зная объем угля, мы можем вычислить его массу, используя плотность каменного угля. Допустим, что плотность каменного угля равна 1,5 г/см³.
Масса угля = объем угля * плотность угля = 22,4 л * 1,5 г/см³ = 33,6 г
Теперь, чтобы найти массовую часть углерода в угле, нужно знать количество углерода в карбон(iv) оксиде и выразить его как отношение к массе всего соединения.
Молярная масса CO₂ = 12 г/моль углерода + 16 г/моль кислорода * 2 = 44 г/моль
Теперь мы можем использовать соотношение массы углерода к массе всего соединения:
Массовая частка углерода = (мольная масса углерода / мольная масса CO₂) * 100% = (12 г/моль / 44 г/моль) * 100% = 27,3%
Таким образом, масовая частка углерода в данном образце каменного угля составляет около 27,3%.
Обратите внимание, что в реальности масовая часть углерода в каменном угле может варьироваться в зависимости от конкретного образца угля. Этот расчет является примерным и не учитывает возможное наличие других элементов в составе угля.