Для нахождения массовой доли примесей в угле, сначала рассчитаем, сколько углекислого газа (СО₂) образуется при сжигании чистого угля (углерода, C).
- Вычислим количество СО₂ в моль. У нас имеется 23,52 л СО₂. При нормальных условиях (н.у.) один моль газа занимает 22,4 л.
[
n_{\text{CO}_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{23,52 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} \approx 1,05 , \text{моль}
]
- По уравнению реакции сжигания угля:
[
C + O_2 \rightarrow CO_2
]
Каждый моль уголь (C) дает один моль углекислого газа (СО₂). Значит, у нас было 1,05 моль углерода.
- Переведем моли углерода в граммы. Молярная масса углерода (C) составляет 12 г/моль.
[
m_C = n_C \cdot M_C = 1,05 , \text{моль} \cdot 12 , \text{г/моль} = 12,6 , \text{г}
]
Теперь нам известно, что из 18 г угля 12,6 г составляет углерод. Остальное - это примеси.
Находим массу примесей:
[
m_{\text{примеси}} = m_{\text{уголь}} - m_C = 18 , \text{г} - 12,6 , \text{г} = 5,4 , \text{г}
]
- Теперь вычислим массовую долю примесей в угле:
[
\text{массовая доля примесей} = \frac{m_{\text{примеси}}}{m_{\text{уголь}}} \cdot 100% = \frac{5,4 , \text{г}}{18 , \text{г}} \cdot 100% \approx 30%
]
Таким образом, массовая доля примесей в угле составляет примерно 30%.
