Условие задачи

Стальную проволоку массой 5 г сожгли в кислороде. При этом получили 0,1 г оксида углерода (IV). Вычислите массовую долю углерода в этой стали.

Решение

Дисциплина: химия, в частности – стехиометрия (расчёты по составу веществ).

Решение:

1. При сжигании стальной проволоки окисляется только углерод, присутствующий в стали, и превращается в оксид углерода (IV), то есть в диоксид углерода (CO₂).

2. Известно, что при реакции сгорания углерода по схеме
C + O₂ → CO₂
на 12 г углерода (молярная масса C = 12 г/моль) образуется 44 г CO₂ (молярная масса CO₂ = 12 + 2×16 = 44 г/моль).

3. Определим массу углерода, содержащегося в полученных 0,1 г CO₂. Так как 44 г CO₂ соответствуют 12 г углерода, то 0,1 г CO₂ содержат
(12 ⁄ 44) × 0,1 г = 0,0273 г углерода (округляя до 4 знаков).

4. Массовая доля углерода в стали вычисляется как отношение массы углерода к массе образца стали, умноженное на 100 %. Тогда
ω = (0,0273 г ⁄ 5 г) × 100 % ≈ 0,546 %.

Ответ: массовая доля углерода составляет примерно 0,55 %.