При сжигании смеси угля с серой на воздухе образовалась газовая смесь, в которой на одну молекулу сернистого газа приходится четыре молекулы углекислого газа. Определите массовую долю серы в исходной смеси
Для решения этой задачи начнем с определения химических реакций, происходящих при сжигании угля (углерода) и серы в воздухе.
Углерод сжигается до углекислого газа: \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
Сера сжигается до сернистого газа: \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]
Дано, что на одну молекулу сернистого газа (\(SO_2\)) приходится четыре молекулы углекислого газа (\(CO_2\)). Это можно выразить в виде соотношения: \[ SO_2 : CO_2 = 1 : 4 \]
Обозначим количество молекул серы \(n_S = 1\), и тогда количество углерода можно выразить как \(n_C = 4\) (по данному соотношению).
Теперь нужно найти массу серы и углерода в исходной смеси.
- Молярная масса серы (\(S\)): 32 г/моль
- Молярная масса углерода (\(C\)): 12 г/моль
Теперь рассчитаем массы:
Масса серы: \[ m_S = n_S \cdot M_S = 1 \cdot 32 \, \text{г} = 32 \, \text{г} \]
Масса угля: \[ m_C = n_C \cdot M_C = 4 \cdot 12 \, \text{г} = 48 \, \text{г} \]
Теперь можем найти общую массу исходной смеси: \[ m_{total} = m_S + m_C = 32 \, \text{г} + 48 \, \text{г} = 80 \, \text{г} \]
Теперь рассчитаем массовую долю серы в исходной смеси: \[ \omega_{S} = \frac{m_S}{m_{total}} \cdot 100\% = \frac{32 \, \text{г}}{80 \, \text{г}} \cdot 100\% = 40\% \]
Таким образом, массовая доля серы в исходной смеси составляет 40%.
