El carbonato de calcio (CaCO3) se descompone por calentamiento produciendo óxido de calcio (CaO) y liberando dióxido de carbono (CO2) según la siguiente reacción:
CaCO3 → CaO + CO2
Cuando se descomponen 125 g de carbonato de calcio impuro se producen 18 L de CO2 en CNPT.
Calcule cuántos gramos de CaCO3 han producido esos 18 L de CO2 en CNPT:
Teniendo en cuenta la masa que se puso a reaccionar de CaCO3 impuro y la masa de CaCO3 que realmente reaccionó generando los 18 L de CO2, determine la pureza del mármol
Respuestas
Dada la reacción de descomposición de Carbonato de Calcio, se tiene una cantidad dada de carbonato de calcio impuro y se conoce el volumen de CO₂ producido en la reacción. Se pide calcular la cantidad de carbonato de calcio requerida para producir el volumen dado de CO₂ y la pureza del carbonato de calcio usado. Los resultados obtenidos son:
Se usan 80,4 gramos de CaCO₃ para producir 18 L CO₂ (CNPT).
La pureza del Carbonato de Calcio usado es 64,3 %
Tenemos la reacción:
CaCO₃ → CaO + CO₂
Se descomponen 125 gramos de CaCO₃ impuro
Producto: 18 L CO₂ en CNPT
Sabemos que se producen 18 L de CO₂ en CNPT (1 atm y 273 K).
Usando la ecuación de estado de gases ideales, podemos calcular el número de moles de CO₂:
PV = nRT (R = constante universal de gases ideales = 0,082 atm. L/ K. mol)
Despejamos n = número de moles:
n = PV / RT
n = ( 1 atm × 18 L ) / ( 273 K × 0,082 atm. L/ K.mol)
n = 0,804 mol
Ahora, podemos calcular cuánto CaCO₃ reaccionó para producir los 18 L de CO₂ :
De la ecuación quimica se tiene que:
1 mol de CaCO₃ produce 1 mol de CO₂
Entonces, para producir 0,804 mol de CO₂ se requerirán 0,804 mol de CaCO₃.
Calculemos la cantidad en gramos de CaCO₃:
Peso molecular de CaCO₃ = 100 g/mol
gramos CaCO₃ = 0,804 mol × 100 g/mol = 80,4
Se usan 80,4 gramos de CaCO₃ para producir 18 L CO₂ (CNPT).
Dado que sabemos que se descomponen 125 gramos de CaCO₃ en esta reacción y se requieren 80,4 gramos de CaCO₃ (puro), podemos calcular la pureza del CaCO₃ utilizado:
Pureza = (g CaCO₃ que reacciona / g CaCO₃ impuro) × 100
Pureza = ( 80,4 g / 125 g ) × 100 = 64,3%