Question

Al disolver 3 g de una muestra impura de CaCO3 en HCl se formaron 0,656L de CO2 ( medidos a 20°C y 792 mmHg . Calcule el porcentaje en masa del carbonato de calcio en la muestra.

Answer 1

Se tiene una muestra de CaCO₃ impura y se conoce la cantidad de CO₂ producida al disolverla en HCl. Se pide calcular la pureza de la muestra original de CaCO₃. El resultado obtenido es 93,3 % m/m

Ecuación química:

CaCO₃  + 2 HCl    →    CaCl₂  +  CO₂  +  H₂O

Sabemos que a partir de 3 g CaCO₃  se formaron 0,656 L CO₂ medidos a 20 °C  y 792 mm Hg.

Calculemos la masa de CO₂ producida, usando la ecuación de estado de gases ideales:

PV = nRT

P = 792 mm Hg ×  (1 atm / 760 mm Hg) = 1,04 atm

T = 20 °C = (20 + 273) K = 293 K

R = 0,082 atm. L /K. mol

V = 0,656 L

n = número de moles

Despejando n:           n = PV / RT

n = ( 1,04 atm × 0,656 L) / (0,082 atm. L /K. mol × 293 K)

n = 0,028 mol

El número de moles de CO₂ producido es de 0,028 y el peso molecular de CO₂ es 44 g /mol, podemos calcular la masa de CO₂ producida:

g CO₂ = 0,028 × 44 = 1,232 g

De la ecuación química tenemos que:

1 mol CaCO₃  produce 1 mol CO₂    (Peso molecular CaCO₃ = 100 g/mol)

Entonces:

100 g CaCO₃  produce 44 g CO₂

Calculemos cuánto CaCO₃ se requiere para producir 5,12 g CO₂ :

100 g CaCO₃  produce  44 g CO₂

          X          ................. 1,232 g CO₂

X = ( 1,232 g CO₂ × 100 g CaCO₃ ) /  44 g CO₂

X = 2,8 g CaCO₃

Se usaron 2,8 g CaCO₃ para producir la cantidad dada de CO₂. La muestra impura de CaCO₃ pesa 3 g, entonces podemos calcular el porcentaje de CaCO₃ en la muestra:

% CaCO₃ = ( 2,8 g / 3 g ) × 100 = 93,3 % m/m