Determinarea masei produsului final pornind de la o materie primă impură

1,5 kg calcar ce conţine 10% impurităţi a fost calcinat. 

La rezidiul obţinut s-a adăugat apă în exces. 

Ce masă de var stins s-a obţinut?

NOTĂ:  Calcarul este un minereu ce conţine carbonat de calciu şi impurităţi. 

Varul stins este hidroxidul de calciu.           

Calcinare = încălzire la temperaturi înalte (de obicei au loc reacţii de descompunere).

Se dă: m (calcar) = 1,5 kg ω(impurităţi) = 10 %	Rezolvare: 1. Se scriu ecuaţile reacţiilor chimice. Calcinarea calcarului:                              CaCO3 = CaO + CO2↑ Aşadar în urma încălzirii,din calcar rămâne doar CaO (var nestins), CO2 se elimină.
m (var stins) - ?

CaO este un oxid bazic alcalin care reacţionează cu apa cu formare de bază alcalină:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + Q  

Această reacţie poartă numele de “stingerea varului” şi se degajă o cantitate mare de căldură (Q).

2. Se determină masa impurităţilor din calcar  din calcar prin proporţia:

dacă în 100 % de calcar ........................se găsesc 10% impurităţi

atunci în 1,5 kg calcar ........................   se vor găsi x g impurităţi

rezultă deci: x = (1,5 kg •10%): 100% = 0,15 kg (impurităţi)

3. Se calculează masa de CaCO₃ pur prin scădere:

 m(CaCO₃) = m (calcar) – m(impurităţi) = 1,5 kg – 0,15 kg = 1,35 kg

4. Se determină cantitatea de CaCO₃  ce se conţine în 1,35 kg de substanţă după formula:

n(CaCO₃) = m(CaCO₃):M(CaCO₃)     

 M_r(CaCO₃) = 40 + 12 + 3•16 = 100,  M(CaCO₃) =100 g/mol, astfel: 

cantitatea de CaCO₃ va fi:  n(CaCO₃) = 1,35 kg:100 g/mol = 13,5 mol   

5. Se calculează cantitatea de oxid de calciu CaO – var nestins -  după ecuaţia primei reacţii.

    13,5 mol         x                             

          CaCO₃    =   CaO + CO₂↑

           1mol            1mol

13,5 mol/1mol = x/1 mol, deci x = 13,5 mol de CaO

4. Se calculează cantitatea de hidroxid de calciu Ca(OH)₂ – var stins – după a doua  ecuaţie.

  13,5 mol                y                             

          CaO + H₂O = Ca(OH)₂

          1mol                   1mol

 13,5 mol/1mol = y/1 mol, deci y = 13,5 mol de Ca(OH)₂

5. Se determină masa  de var stins (Ca(OH)₂)  după formula: m(X) = n(X)·M(X); 

 M_r(Ca(OH)₂) = 40 + (16 +1)•2 = 74,  M(Ca(OH)₂) = 74 g/mol,

m(Ca(OH)₂)=13,5 mol·74 g/mol = 999 g = 0,999 kg

Răspuns: Masa de var stins ce se obţine din 1,5 kg calcar

 ce conţine 10 % impurităţi este de 0,999 kg.