Дано:
Масса CO2 (н.у.) = 5,3 м³
Масса сжигаемого каменного угля = 3 кг
Найти:
Массовую долю углерода в образце каменного угля.
Решение с расчетом:
Сначала определим количество молей углерода в получившемся CO2. Для этого воспользуемся уравнением реакции сжигания угля:
C + O2 -> CO2
Согласно уравнению, каждый моль углерода при сжигании образует один моль CO2. Молярная масса CO2 равна 44 г/моль (углерод - 12 г/моль, кислород - 16 г/моль).
Теперь найдем количество молей CO2:
n(CO2) = m / M,
где m - масса CO2, M - молярная масса CO2
m = 5,3 * 1.964 = 10,43 кг (1 м³ CO2 при н.у. равен 1.964 кг)
Теперь найдем количество молей углерода:
n(C) = m / M,
где M - молярная масса углерода (12 г/моль)
n(C) = 10,43 / 12 ≈ 0,869 моль
Теперь найдем массу углерода в исходном образце угля:
m(C) = n * M,
где n - количество молей углерода, M - молярная масса углерода
m(C) = 0,869 * 12 ≈ 10,43 кг
Наконец, найдем массовую долю углерода в образце угля:
Массовая доля углерода = m(C) / m(угля) * 100%,
где m(угля) - масса образца угля
Массовая доля углерода ≈ 10,43 / 3000 * 100% ≈ 0,347%
Ответ:
Массовая доля углерода в данном образце каменного угля составляет примерно 0,347%.