Calcolo massa CaO da CaCO3

[Emanuele22.ma@gmail.com]

Buongiorno a tutti, grazie in anticipo per la risposta.
Questo è il secondo esercizio che mi è capitato nell'esame di chimica01:

"Data la seguente reazione CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) , avendo una Kp = 1.30, una massa di CaCO3 di 10 grammi e una massa di CO2 di 2.6 grammi, un volume di 5 litri, T = 298K, calcolare la massa di CaO che si genera". Il testo dell'esercizio era una cosa così, ovviamente scritto meglio, ma il senso è questo.

Elenco i passaggi che ho fatto:
- Mi sono calcolato le moli di CaCO3 e di CO2
- da qui ho calcolato la pressione totale usando la formula dei gas e come numero di moli quelle di CaCO3
- Kp = pressione parziale di CO2 che è l'unica specie gassosa
- la pressione parziale di CO2 è uguale alla pressione totale * frazione molare di CO2
- quindi ho uguagliato a Kp e tramite un po' di passaggi sono arrivato a trovarmi il numero di moli di CaO
- Ho calcolato la massa di CaO con numero di moli e MM


So di aver sbagliato qualcosa, o almeno presumo di averlo fatto: alla fine mi veniva una massa di circa 5 grammi, mentre so che ad altri è venuta circa 1,5 grammi.

Grazie ancora a chi risponderà, spero di essere stato chiaro.


Emanuele Mazzetti

[LuiCap]

Sei sicuro che i grammi iniziali di CaCO3 fossero 10 e non 100???

[Emanuele22.ma@gmail.com]

Sei sicuro che i grammi iniziali di CaCO3 fossero 10 e non 100???

Mi pare proprio di si, sono quasi sicuro fossero 10 grammi.... i passaggi che ho scritto prima che descrivono come ho svolto l'esercizio hanno senso ???

[LuiCap]

- da qui ho calcolato la pressione totale usando la formula dei gas e come numero di moli quelle di CaCO3
No, perché il CaCO3 è solido e non contribuisce alla pressione totale del sistema.
La pressione iniziale all'interno del recipiente è dovuta unicamente alle moli iniziali di CO2.

Calcolo le moli iniziali:
ni CaCO3 = 10 g / 100,09 g/mol = 0,100 mol
ni CO2= 2,6 g / 44,01 g/mol = 0,0591 mol CO2

Poiché l'unico componente gassoso è la CO2 si ha:
Kp = PCO2eq = 1,30 atm

Calcolo le moli all'equilibrio di CO2:
nf CO2 = 1,30 · 5 / 0,0821 · 298 = 0,266 mol

Imposto la tabella ICE:
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
0,100.................0..........0,0591
-x.....................+x.........+x
0,100-x...............x..........0,266

da cui:
x = 0,266 - 0,0591 = 0,207 mol CO2 = mol CaO
massa CaO = 0,207 mol · 56,08 g/mol = 11,59 g CaO

Per verificare il procedimento calcolo la Kc della reazione:
Kc = [CO2] = 0,266 mol / 5 L = 0,0531
e la verifico calcolandola in altro modo:
Kc = Kp/(RT)^Δn = 1,30/(0,0821 · 298)^1 = 0,0531

Fin qui potrebbe andare.
Quello che non va è che le moli finali di CaCO3 sono negative.
nf CaCO3 = 0,100 - 0,207 = -0,107 mol Impossibile

[Emanuele22.ma@gmail.com]

- da qui ho calcolato la pressione totale usando la formula dei gas e come numero di moli quelle di CaCO3
No, perché il CaCO3 è solido e non contribuisce alla pressione totale del sistema.
La pressione iniziale all'interno del recipiente è dovuta unicamente alle moli iniziali di CO2.

Calcolo le moli iniziali:
ni CaCO3 = 10 g / 100,09 g/mol = 0,100 mol
ni CO2= 2,6 g / 44,01 g/mol = 0,0591 mol CO2

Poiché l'unico componente gassoso è la CO2 si ha:
Kp = PCO2eq = 1,30 atm

Calcolo le moli all'equilibrio di CO2:
nf CO2 = 1,30 · 5 / 0,0821 · 298 = 0,266 mol

Imposto la tabella ICE:
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
0,100.................0..........0,0591
-x.....................+x.........+x
0,100-x...............x..........0,266

da cui:
x = 0,266 - 0,0591 = 0,207 mol CO2 = mol CaO
massa CaO = 0,207 mol · 56,08 g/mol = 11,59 g CaO

Per verificare il procedimento calcolo la Kc della reazione:
Kc = [CO2] = 0,266 mol / 5 L = 0,0531
e la verifico calcolandola in altro modo:
Kc = Kp/(RT)^Δn = 1,30/(0,0821 · 298)^1 = 0,0531

Fin qui potrebbe andare.
Quello che non va è che le moli finali di CaCO3 sono negative.
nf CaCO3 = 0,100 - 0,207 = -0,107 mol Impossibile

Grazie mille per il procedimento, allora molto probabilmente ricordo male i dati dell'esercizio