Análisis de una muestra de mármol por reacción con HCl. Calcinación del mármol.

1. Para determinar el contenido de carbonato de calcio de un mármol, se toma una
muestra de 0,350 g y se hace reaccionar con un exceso de HCl. Se obtiene como
productos, CaCl2, agua y 83,2 cm3 de CO2 (g) medidos a 22 ºC y 0,987 atm. A) Calcula
el porcentaje en masa de CaCO3 presente en el mármol. B) Calcula la masa de cal
viva (CaO) que se puede obtener al calcinar en un horno una tonelada de este
mármol, si el rendimiento del proceso es del 80 % según la ecuación química:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
A) En primer lugar escribimos la ecuación química de la reacción:
CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + CO2 + H2O
La ecuación química ajustada indica que por cada mol de dióxido de carbono
que se obtenga reaccionará uno de carbonato de calcio.
Hallando los moles de dióxido de carbono sabremos los de carbonato que han
reaccionado, que serán los que haya en la muestra de 0,350 g de mármol.
Para hallar los moles de dióxido de carbono, utilizamos la ecuación de estado
de los gases, P·V = n·R·T:
P·V 0,987 atm · 0,0832 L
n(CO2) = = =
R·T 0,082 (atm·L/K·mol) · (22+273)K
= 0,003395 mol = n(CaCO3)

2. Un mol de carbonato de calcio tiene de masa: 40 + 12 + 3·16 = 100 g
Luego la masa de 0,003395 mol será 0,3395 g
Masa carbonato 0,3395
Riqueza del mármol = · 100 = · 100 = 97 %
Masa mármol 0,350
B) Para este apartado no dan la ecuación química ajustada
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
Los moles de cal que se obtiene son los mismos que los de carbonato que se
descomponen si el rendimiento fuese del cien por cien.
Hallamos los moles de carbonato en una tonelada de mármol.
n(CaCO3) = 97 % de 106 g / 100 g/mol = 9700 mol
Los moles de cal que se obtiene son los mismos que los de carbonato que se
descomponen si el rendimiento fuese del cien por cien.
Pero como es del 80%, se obtendrán:
n(CaO) real = 80 % de 9700 mol = 7760 mol; Cuya masa será:
m(CaO) real = 7760 mol · (40+16) g/mol = 434560 g = 434,56 kg