Question

La arderea antracitului cu masa de 30 g s-a obţinut CO2 cu volumul de 53,2 l

(c.n.). Să se determine partea de masă a carbonului în cărbunii de tipul antracit.​

Answer 1

Răspuns:

$\Huge \color{blueviolet} \boxed{\bf m_C=\it 28,5g}$

Explicații:

Antracitul este un tip de cărbune cu un conținut ridicat de carbon (între 86% și 98% carbon). Acest tip de cărbune se aprinde cu dificultate, arde cu o flacără albastră și fără fum.

Știm că:

• masa antracitului este 30g;
• volumul (în condiții normale) de dioxid de carbon (CO₂) este 53,2L.

Se cere:

• determinarea părții de masă a carbonului în antracit.

Rezolvare:

Masa antracitului (30g) nu este egală cu masa carbonului deoarece, cum am scris și mai sus, doar o parte din acest tip de cărbune este constituită de carbon, restul fiind diferite impurități. Putem scrie:

$\bf m_{antracit}=m_{carbon} +m_{impuritati}$

Ecuația reacției chimice este:

$\bf C+O_2→CO_2↑$

Știind că, în condiții normale, un mol de gaz ocupă un volum de 22,4L și că masa atomică a carbonului este 12 (adică un mol de carbon are o masă de 12g), putem calcula ce masă de carbon a ars (reacționat) deoarece impuritățile nu participă la reacție.

Ne vom ajuta de regula de 3 simplă pentru acest calcul:

$\bf 53,2L \: CO_2..........22,4L \: CO_2 \\ \bf x \: g \: C..........12 \: g \: C$

$\bf \implies x=\dfrac{53,2 \sout L \cdot 12g}{22,4 \sout L}=\dfrac{638,4g}{22,4}=\boxed{\bf 28,5g}$

Am aflat că masa carbonului este 28,5g și acesta este răspunsul. În cele 30g de antracit se găsesc 28,5g de carbon.

Dar, suplimentar, aș vrea să demonstrez și că materialul folosit a fost antracit. La început am menționat că acest tip de cărbune are un conținut de carbon cuprins între 86% și 98% - mă voi folosi de această informație pentru demonstrație.

$\bf 30g \: antracit..........28,5g \: carbon \\ \bf 100g \: antracit..........y \: g \: carbon$

$\bf \implies y=\dfrac{28,5 \sout g \cdot 10\sout 0 g}{3\sout 0 \sout g}=\dfrac{285g}{3}=95\%$

Am aflat că în bucata de antracit arsă procentul de carbon este 95%, iar 95% se află între 86% și 98%. Așa am demonstrat că materialul ars a fost antracit.

$\bf 86\%<\boxed{\bf 95\%} <98\%$

Sper că ai înțeles problema și că ai aflat lucruri noi! Succes!

-Mihai

P.S. Glisează spre stânga dacă nu vezi răspunsul în întreagime.

P.P.S. În imagine este o bucată de antracit - tipul de cărbune întâlnit în exercițiu.