Tostacion

C-12

Se tiene una muestra de 200 g de calcita que contiene un 80% de carbonato cálcico puro y se trata con

ácido sulfúrico, produciéndose en la reacción correspondiente sulfato cálcico, dióxido de carbono y agua.

Se pide calcular: a) el volumen -en litros- de un ácido sulfúrico del 98% en peso y densidad 1,836 g/mL que

es necesario para que reaccione todo el carbonato cálcico presente en esa muestra de mineral. b) los

gramos de sulfato cálcico producidos en esa reacción. e) los litros de dióxido de carbono que se forman,

medidos a 30ºC y 720 mm de mercurio de presión. Datos: Masas atómicas: S=32; C=12; 0=16; Ca=40.

RESOLUCIÓN

Si tenemos 200 g de calcita con un 80% de carbonato de calcio, la cantidad e este reactivo puro que

tendremos para reaccionar es: 200.

80

100

=160 g de CaCO 3

De acuerdo con la reacción estequiométrica tenemos que:

CaCO 3 + H 2 SO 4 ---> CaSO 4 + CO 2 + H 2 O

Cantidades estequiométricas 1 mol=100 g 1 mol=98 g 1 mol=136 g 1 mol=44 g 1 mol=18 g

Cantidades reaccionantes 160 g X Y Z V

Y a partir de estas relaciones podemos deducir todas las cantidades de las diferentes sustancias, reactivos o

productos, que intervienen en la reacción.

A) Cantidad de ácido sulfúrico:

X = y con esta cantidad y las características de la disolución

160.98

100

=156,8 g de H SO puro 2 4

que nos dan: 98% y d= 1,836 g/ml, deducimos el volumen de esa disolución:

SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN

MASA 156,8 3,2 160 Gramos

VOLUMEN 87,14 mL

Si la disolución es del 98% y se tienen 156,8 g de ác. Sulfúrico puro:

158,6.

100

98

=160 g de disolucion

Y dado que la densidad de la misma es 1,836 g/ml, nos quedará:

d= es decir, se necesitan 0,087 litros

masa

volumen

; 1,836 =

160

V

; V =

160

1,836

= 87,14 mL

B) Gramos de sulfato de calcio obtenidos: los deducimos también a partir de las relaciones estequiométricas

anteriores:

PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL PROB RESUELTOS - ESTEQUIOMETRÍA - Página 30 de 54

Y =

160.136

100

= 217,6 g de CaSO obtenidos 4

C) Cantidad de dióxido de carbono obtenida la cual obtenemos de la misma manera

Z = y dado que nos piden el volumen que ocupan en unas

1 mol.160

100

=1,6 moles de CO obtenidos 2

determinadas condiciones, lo calculamos mediante la ecuación general de los gases:

P.V = n.R.T ==>

720

760

.V =1,6.0,082.303 ;

V =

1,6.0,082.303.760

720

= 41,96 Litros de CO 2

2 D-04

Se quieren obtener 110 toneladas/día de SO 3 a partir de una pirita impura (FeS 2) que tiene una

composición centesimal del: 52% en S, 40% en Fe, 1,8% en Cu y 6,2% en SiO 2 En su tostación, el hierro y el

cobre pasan respectivamente a Fe 2 O 3 y CuO Calcular las toneladas de pirita que se consumen

diariamente. b) ¿Qué volumen de aire, medido en C.N. se necesita diariamente?, c) ¿Cuantas Tm de cenizas

se obtienen diariamente en esa fábrica? DATOS: masas atómicas: S = 32, O = 16, Fe = 56 y Cu = 63,5

RESOLUCIÓN

La reacción de tostación de la pirita, teniendo en cuenta que en este caso es una mezcla de sulfuros de

hierro(II) y cobre(II), es:

4 FeS 2 + 11 O 2 —> 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 2 CuS + 3 O 2 —> 2 CuO + 2 SO 2

posteriormente, en una segunda reacción se oxida este SO 2 a SO 3 : 2 SO 2 + O 2 —> 2 SO 3 :

Si tenemos en cuenta solamente el azufre, pues nos dan la proporción de este elemento, las dos

reacciones anteriores son: S + O 2 —> SO 2 ; SO 2 + 1/2 O 2 —> SO 3 , las cuales podemos englobar en un solo

proceso,

...