Nicole ha scritto:

Buongiorno, volevo chiederle aiuto perché non riesco a risolvere il seguente esercizio.

Il calcare scaldato a temperatura sufficiente si decompone secondo la seguente reazione:

CaCO_3(s) → CaO_(s) + CO_2(g).

La CO₂, essendo un gas, abbandona il preparato. Supponiamo che un campione di 13 g di CaCO₃ commerciale, dopo un trattamento termico, subisca una perdita di peso di 3,5 g e che il calcare residuo, trattato con eccesso di HCl, sviluppi 1,9 g di CO₂. Calcola la resa del primo processo e il grado di purezza del campione iniziale.

Grazie.

Ecco l’aiuto per Nicole:

L’equazione di reazione ci informa che, per ogni mole di carbonato di calcio che si decompone, si libera una mole di CO₂. Anche trattando il calcare con HCl si sviluppa CO₂, e anche in questo caso si libera una mole di CO₂ per ogni mole di carbonato di calcio che reagisce; l’equazione di reazione, infatti, è la seguente:

CaCO_3(s) + 2HCl_(aq)  → CaCl_2(aq) + CO_2(g) + H₂O

Se, a partire dalla massa totale di CO₂ prodotta, si calcola il corrispondente numero di moli, conosceremo pertanto anche il numero di moli di carbonato di calcio presenti nel campione di calcare. Quindi:

m_tot.CO₂ = (3,5 + 1,9) g = 5,4 g

nCO₂ = nCaCO₃ = 5,4 g/44,01 g/mol = 0,123 mol

La massa di 0,123 mol di carbonato di calcio si calcola moltiplicando il numero di moli per la massa molare, cioè:

mCaCO₃ = 0,123 mol×100,09 g/mol = 12,3 g

Se il campione calcareo fosse costituito esclusivamente da carbonato di calcio, avrebbe quindi una massa di 12,3 g; poiché la massa effettiva è di 13 g, il suo grado di purezza è:

(12,3/13)×100 = 94,6%

In merito alla resa del trattamento termico, sappiamo che per riscaldamento sono stati liberati 3,5 g di CO₂ rispetto ai 5,4 g di CO₂ che potevano essere liberati in totale; la resa percentuale del processo pertanto è:

(3,5 g/5,4 g)×100 = 64,8%

In conclusione, la resa del processo di riscaldamento del campione calcareo è del 64,8% mentre la sua purezza è del 94,6%.