Дано:
1. Оксид углерода(IV) (CO2)
2. Оксид углерода(II) (CO)
3. Массы оксидов равны: m(CO2) = m(CO)
Найти: массовую долю атомов углерода в смеси.
Решение:
1. Обозначим массу каждого из оксидов как m.
Тогда:
m(CO2) = m и m(CO) = m.
2. Рассчитаем количество моль для каждого оксида:
- Молярная масса CO2 = 12 (углерод) + 2 * 16 (кислород) = 44 г/моль.
- Количество моль CO2:
n(CO2) = m / 44.
- Молярная масса CO = 12 (углерод) + 16 (кислород) = 28 г/моль.
- Количество моль CO:
n(CO) = m / 28.
3. Теперь найдем общее количество углерода в смеси:
- В CO2 содержится 1 атом углерода на молекулу, значит количество атомов углерода из CO2 равно n(CO2).
- В CO также содержится 1 атом углерода на молекулу, значит количество атомов углерода из CO равно n(CO).
Общее количество атомов углерода:
n(C) общий = n(CO2) + n(CO) = (m / 44) + (m / 28).
4. Найдем общую массу углерода:
Масса углерода в CO2:
m(C) из CO2 = n(CO2) * 12 = (m / 44) * 12 = 12m / 44.
Масса углерода в CO:
m(C) из CO = n(CO) * 12 = (m / 28) * 12 = 12m / 28.
Общая масса углерода:
m(C) общий = (12m / 44) + (12m / 28).
5. Приведем дроби к общему знаменателю:
Общий знаменатель = 44 * 28 = 1232.
m(C) общий = (12m * 28 / 1232) + (12m * 44 / 1232) = (336m + 528m) / 1232 = 864m / 1232.
6. Теперь найдем общую массу смеси:
m(смеси) = m(CO2) + m(CO) = m + m = 2m.
7. Рассчитаем массовую долю углерода в смеси:
Массовая доля углерода:
w(C) = m(C) общий / m(смеси) = (864m / 1232) / (2m) = 864 / 2464 = 0,3506.
Ответ:
Массовая доля атомов углерода в смеси составляет примерно 0,3506 или 35,06%.