Сколько атомов углерода содержится в составе углеродной нанотрубки, которая имеет массу, превышающую массу молекулы

Poyuschiy_Dolgonog

15

Чтобы решить данную задачу, мы должны знать массу молекулы метана и массу углеродной нанотрубки. Затем мы сможем определить, сколько атомов углерода содержится в нанотрубке и сколько других элементов присутствует.

Масса молекулы метана (\(CH_4\)) можно найти, сложив массы атомов углерода (12 г/моль) и водорода (1 г/моль). Получаем:

\[12 г/моль + (4 г/моль \times 1) = 16 г/моль.\]

Задача говорит, что масса углеродной нанотрубки превышает массу молекулы метана в 600 раз. Пусть масса молекулы метана будет тогда равна 1 моль. Таким образом, масса углеродной нанотрубки будет равна \(600 \times 16 г = 9600 г/моль\).

Теперь мы можем определить, сколько моль углерода содержится в 9600 г углеродной нанотрубки. Для этого нам необходимо знать молярную массу углерода. Молярная масса углерода равна 12 г/моль.

Количество молей углерода можно найти, разделив массу углеродной нанотрубки на молярную массу углерода:

\(\frac{9600 г}{12 г/моль} = 800 моль\).

Таким образом, в 9600 г углеродной нанотрубки содержится 800 моль углерода. Чтобы определить количество атомов углерода, умножим количество молей углерода на постоянную Авогадро (6.022 x \(10^{23}\) атомов/моль):

\(800 моль \times 6.022 x 10^{23} атомов/моль = 4.818 x 10^{26} атомов углерода\).

Ответ: в составе углеродной нанотрубки содержится \(4.818 x 10^{26}\) атомов углерода.

Для определения количества других элементов, присутствующих в нанотрубке, нам нужно знать ее химический состав. Если мы знаем, из каких атомов состоят нанотрубки, то можем соответственно рассчитать количество атомов каждого элемента.