Hacemos reaccionar trioxocarbonato (IV) de calcio

Hacemos reaccionar trioxocarbonato (IV) de calcio con cloruro de hidrógeno formándose dicloruro
de calcio, dióxido de carbono y agua
Si reaccionan 30,0 g de trioxocarbonato (IV) de calcio con 30,0 g de cloruro de hidrógeno,
calcular:
a) Qué masa de dicloruro de calcio se forma.
(Resultado: 33,3 g CaCl2)
b) Qué masa de dióxido de carbono que se forma.
(Resultado: 13,2 g CO2)
c) Qué volumen ocuparía ese dióxido de carbono en condiciones normales.
(Resultado: 6,72 litros CO2 C.N.)
a) Escribimos la reacción de trabajo:
CaCO3+ HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
b) Calculamos las masas moleculares de los compuestos que intervienen en la reacción:
CaCO3
Mm= 1 · 40,1 + 1 · 12 + 3 · 16 = 100,1
HCl
Mm= 1 · 1 + 1 · 35,5 = 36,5
CaCl2
Mm= 1 · 40,1 + 2 · 35,5 = 111,1
CO2
Mm= 1 · 12 + 2 · 16 = 44
H2O
Mm= 2 · 1 + 2 · 16 = 18
c) Calculamos las cantidades de sustancia de los datos contenidos en el ejercicio.
30,0 g de CaCO3 son:
30,0 g de HCl son:
30,0 g CaCO3 (1 mol CaCO3 / 100,1 g CaCO3 ) = 0,30 moles CaCO3
30,0 g HCl (1 mol HCl / 36,5 g HCl ) = 0,82 moles HCl
d) Ajustamos la reacción.
CaCO3+ HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
e) Recopilamos la información, poniendo sobre la ecuación la información de la reacción y
bajo ella la información del ejercicio:
Mm
100,1
36,5 111
44
18
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
m (g)
30,0
30,0
n (moles)
0,30
0,82
f) Calculamos la cantidad de sustancia de los demás compuestos de la reacción:
Pero en este caso, las cantidades de sustancia no se ajustan a la estequiometría, así que
debemos detectar cuál es el reactivo limitante y cuál está en exceso.
Para 0,3 moles de CaCO3 necesitaríamos 0,6 moles de HCl y nos sobra, luego el HCl está en
exceso.
Para 0,82 moles de HCl necesitaríamos 0,41 moles de CaCO3 y no los tenemos, el CaCO3 es el
reactivo limitante.
Debemos calcular las cantidades de sustancia de la reacción con el reactivo limitante.
Mm
100,1
36,5 111
44
18
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
m (g)
30,0
n (moles)
0,30
x
y
z
t
x moles HCl= 0,30 moles CaCO3 · (2 moles HCl / 1 mol CaCO3) = 0,60 moles HCl
y moles CaCl2 = 0,30 moles CaCO3 ·(1 mol CaCl2 / 1 mol CaCO3) = 0,30 moles CaCl2
z moles CO2 = 0,30 moles CaCO3 · (1 mol CO2 / 1 mol CaCO3) = 0,30 moles CO2
t moles H2O = 0,30 moles CaCO3 · (1 mol H2O / 1 mol CaCO3) = 0,30 moles H2O
g) Volvemos a ordenar la información, poniendo sobre la ecuación la información de la
reacción y bajo ella la información del ejercicio:
Mm
100,1
36,5 111
44
18
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
m (g)
30,0
n (moles)
0,30
0,60 0,30
0,30 0,30
Por tanto, tenemos 0,60 + 0,22 moles de HCl: 0,60 moles reaccionarán y 0,22 moles se quedarán
sin reaccionar (en exceso), que quedarán mezclados con los productos de la reacción.
h) Respondemos a las cuestiones del ejercicio partiendo de las cantidades de sustancia que
intervienen en el mismo:
a) La masa de dicloruro de calcio que se forma es:
0,3 moles CaCl2 (111 g CaCl2/1 mol CaCl2) = 33,3 g de CaCl2
b) La masa de dióxido de carbono que se forma es:
0,3 moles CO2 (44 g CO2/1 mol CO2) = 13,2 g de CO2
c) El volumen que ocuparía ese dióxido de carbono en condiciones normales sería:
0,3 moles CO2 (22.4 litros C.N./1 mol CO2) = 6,72 litros CO2 C.N.
Mm
100,1
36,5 111
44
18
CaCO3+ 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
m (g)
30,0
21,9
33,3
13,2 5,4
n (moles)
0,30
0,60 0,30
0,30 0,30