Il grado di purezza di un campione di calcare

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:

 

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(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:

 

CaCO3(s) + 2HCl(aq)  → CaCl2(aq) + CO2(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:

 

mtot.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%.

Per la lezione