CaCO3(s) + 2HCl(aq) → Ca2+(aq) + 2Cl-(aq) + CO2(g) + H2O(l)
La reazione porta alla completa trasformazione del carbonato di calcio: tutto il calcio, pertanto, rimane in soluzione in forma di ione Ca2+(aq). Se alla soluzione contenente ioni calcio se ne aggiunge un’altra contenente ioni ossalato, si forma un precipitato di ossalato di calcio; questo sale, infatti, è poco solubile in acqua e ciò comporta che il prodotto delle concentrazioni molari degli ioni calcio e ossalato non possa superare il valore della Kps del sale, che vale 1,7810−9. L’equilibrio di solubilità dell’ossalato di calcio e la rispettiva costante sono:CaC2O4(s) = Ca2+(aq) + C2O42-(aq)
[Ca2+] [C2O42-] = Kps = 1,7810−9
Se per precipitare gli ioni calcio si utilizza una soluzione abbastanza concentrata di ioni ossalato, si riesce a rendere trascurabile la quantità di ioni calcio che rimane in soluzione; per esempio, utilizzando una soluzione 1 M di ossalato restano in soluzione soltanto 1,7810−9 mol/L di ioni calcio, la cui massa è assolutamente trascurabile rispetto a quella presente nel precipitato. L’ossalato di calcio può essere disciolto con una soluzione acida; in presenza di ioni H+, infatti, gli ioni ossalato formano acido ossalico indissociato, essendo l'acido ossalico un acido debole. La scomparsa di un prodotto (gli ioni ossalato) della reazione di dissoluzione del sale determina lo spostamento dell’equilibrio di solubilità verso destra, sino alla completa dissoluzione del sale stesso. Gli equilibri coinvolti sono i seguenti:CaC2O4(s) = Ca2+(aq) + C2O42-(aq) C2O42-(aq) + 2H+ = H2C2O4(aq)
Tutto l’ossalato di calcio si trova a questo punto in soluzione in forma di molecole di acido ossalico e di un ugual numero di ioni calcio; la quantità in moli di acido ossalico, che viene determinata tramite titolazione con permanganato, corrisponde quindi alla quantità in moli di ioni calcio che, a sua volta, corrisponde alla quantità in moli di carbonato di calcio presenti nel campione. Tutto chiaro, ora?