Чтобы вычислить объём оксида углерода (IV) (CO₂), который образуется при горении угля, сначала определим чистую массу угля без примесей.
Определение чистого угля: Масса угля = 150 граммов
Содержание примесей = 20%Чистый уголь = 150 граммов × (1 - 0.20) = 150 граммов × 0.80 = 120 граммов.
Запись уравнения реакции: При горении угля с кислородом образуется углекислый газ (CO₂): \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
Расчёт количества вещества угля (C): Молярная масса угля (углерода) составляет 12 г/моль.
Количество вещества угля: \[ n_C = \frac{m_C}{M_C} = \frac{120 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 10 \, \text{моль} \]
Определение количества CO₂: Согласно уравнению реакции, 1 моль углерода даёт 1 моль углекислого газа. Поэтому количество углекислого газа будет равно количеству угля: \[ n_{CO_2} = n_C = 10 \, \text{моль} \]
Перевод количества CO₂ в объём: В нормальных условиях (0°C, 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.
Объём углекислого газа: \[ V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 10 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 224 \, \text{литра} \]
Таким образом, объём оксида углерода (IV), который образуется при взаимодействии угля массой 150 граммов с кислородом, составляет 224 литра.