Массовые доли угля и серы в смеси по кислороду
Для полного сгорания навески смеси угля и серы массой 2,8 г потребовалась порция кислорода объемом 3,36 л (н. у.). Вычислите массовые доли веществ в исходной смеси.
Дано
`m(смеси) = 2.8 text{ г}`
`V(O_2) = 3.36 text{ л}`
Найти
`ω(C) = text{?}`
`ω(S) = text{?}`
Решение
Запишем уравнения реакций горения угля и серы:
`C + O_2 = CO_2`
`S + O_2 = SO_2`
Найдём общее количество вещества кислорода, затраченного на сжигание смеси:
`n(O_2) = (V(O_2))/V_m = 3.36/22.4 = 0.15 text{ моль}`
Пусть:
`m(C) = x`
`m(S) = y`
Тогда масса смеси:
`m(смеси) = x + y = 2.8`
Найдём количество вещества кислорода, необходимое для сжигания углерода и серы:
`n_1(O_2) = (x)/(M(C)) = (x)/12`
`n_2(O_2) = (y)/(M(S)) = (y)/32`
Суммарное количество кислорода равно 0.15 моль:
`(x)/12 + (y)/32 = 0.15`
Решим систему уравнений:
`{(x = 2.8 - y),((x)/12 + (y)/32 = 0.15):}`
`(2.8 - y)/12 + (y)/32 = 0.15`
`8*(2.8 - y) + 3*y = 14.4`
`5*y = 8`
`m(S) = y = 1.6 text{ г}`
`m(C) = x = 2.8 - 1.6 = 1.2 text{ г}`
Вычислим массовые доли компонентов в смеси:
`ω(C) = (100*m(C))/(m(смеси)) = (100*1.2)/2.8 = 42.86%`
`ω(S) = (100*m(S))/(m(смеси)) = (100*1.6)/2.8 = 57.14%`
Ответ
`ω(C) = 42.86%`
`ω(S) = 57.14%`