Răspuns:
Rezolvarea propusa
a) procentul de impuritati din piatra de var=?%
%impurități= m impurități (g) .100%/ m piatra de var (g)
m impurități=masa impurități = m piatra de var-m CaCO₃ pur
m CaCO₃=masa de CaCa pur, ce conține 30% Ca=?, g
m piatra de var = masa piatra de var, carbonat de calciu impurificat
- calculăm masa de Ca (kg), din 400 kg piatră de var, ce conține 30% Ca, cu o regulă de trei simplă:
dacă în 100% piatră de var.................sunt 30% Ca
atunci în 400kg piatră de var...........sunt x, kg Ca
x kg Ca= 400kg.30%/100%=120 kg Ca
- calculăm masa de CaCO₃ (kg) în care se vor afla 120 kg de Ca, cu o regulă de trei simplă, unde intră masa moleculară CaCO₃ și conținutul ei în Ca:
Mase atomice, A: Ca=40, C=12, O=16 / kg/kmol
M CaCO₃=A Ca+A C+ A O=40+12+3.16=100kg/kmol
dacă în 100 kg/kmol CaCO₃...............sunt 40 kg/kmol Ca
atunci în y, kg CaCO₃.........................sunt 120 kg Ca
y, kg CaCO₃= 100 .120 kg/ 40=300 kg CaCO₃ pur
- calculăm masa de impurități din 400 kg piatră de var, cu 300 kg CaCO₃ pur:
m impurități=400 kg - 300 kg=100 kg
R: 100 kg impurități
b) Randamentul reacției de descompunere termică CaCO₃, dacă întră în reacție 300 kg de CaCO₃ și se obține o cantitate de reziduu solid egală cu 294,4 kg. Reacția de descompunere termică este:
CaCO₃ (s) (1000⁰C)→ CaO (s) + CO₂ (g)↑
η CaO = mp CaO (kg).100%/ mt CaO (kg)
unde:
-η CaO = randamentul de obținere CaO =? %,
-mp = masa practic obținută de CaO, din descompunerea celor 300 kg CaCO₃,
***mp CaO se găsește în 294,4 kg de reziduu solid, de la descompunerea CaCO₃ și care este format de CaO, impuritățile stabile termic și o parte din CaCO₃ nedescompus termic:
m reziduu solid=m CaO + m impurități + m CaCO₃ nedescompus
-mt = masa teoretică de CaO (kg) care se obține stoechiometric din 300 kg de CaCO₃, prin descompunerea lui termică și cu randament de 100% (o transformare totală)= ? kg
- calculăm mt CaO, format stoechiometric de 300 kg CaCO₃:
M CaO= A Ca+ A O=40+16=56 kg/kmol
300 kg CaCO₃..............mt, kg CaO
CaCO₃ (t⁰C)→ CaO + CO₂↑
100 kg /kmol................56 kg/kmol
mt, kg CaO=300 kg . 56/100 =168 kg
- calculăm masa de CaCO₃ nedescompus termic, din relația matematică:
294,4 kg reziduu= 100kg impurități + m CaCO₃ nedescompus+m CaO format practic (mp)
-notăm cu x (kg) masa de CaCO₃, care se descompune in CaO, din 300 kg de CaCO₃ intrat în reacție
-masa de CaCO₃ nedescompus și care trece în reziduu este:
m CaCO₃ nedescompus=300 kg -x
-calculăm masa de CaO(kg) produsă de x, kg CaCO₃ și care este masa practic obținută de CaO
x, kg CaCO₃............ mp CaO
CaCO₃→→→ CaO
100 kg/kmol..........56 kg/kmol
mp CaO = 0,56 x (kg)
Rezultă, o ecuație matematică cu necunoscuta x:
294,4 kg= 100 kg impurități+(300-x) kg CaCO₃nedescompus+0,56x kg CaO
294,4-100-300 = -x+0,56x
105,6=0,44x
x=240 kg
Rezultă:
mp CaO=0,56x, x=240 , mp=0,56.240=134,4 kg
m CaCO₃ descompus termic=240kg
- calculăm randamentul în CaO:
η CaO = 134,4 kg .100%/ 168 kg=80%
R: 80% randament
c) masa de apă (kg) lconsumată stoechiometric de 134,4 kg CaO și masa Ca(OH)₂ obținută:
stingerea varului= reacția chimică dintre H₂O cu CaO
var nestins=CaO
lapte de var = Ca(OH)₂
M H₂O=2.A H + A O=2.1+16=18 kg/kmol
M Ca(OH)₂=A Ca+ 2.A H + 2.A O = 40+2.1+2.16=74 kg/kmol
134,4 kg CaO ...x, kg H₂O............y , kg Ca(OH)₂
CaO(s) + H₂O (l) → Ca(OH)₂(aq)
56kg/kmol.....18kg/kmol.....74kg/kmol
x, kg H₂O= 134,4 kg .18/56=43,2 kg
y, kg Ca(OH)₂= 134,4 kg .74/ 56 =177,6 kg
R: 43,2 kg H₂O ; 177,6 kg Ca(OH)₂
d) masa de H₂CO₃ (acid instabil) rezultat din absorția CO₂ în apă=?, kg, kmol. Așa am înțeles!
- calculăm masa de CO₂, format practic de 240 kg CaCO₃, care se descompune termic
M CO₂= A C+2.A O=12+2.16=44kg/kmol
Din ecuația de descompunere termică, rezultă m CO₂:
240 kg CaCO₃...→→→..x kg CO₂
100 kg/kmol CaCO₃→→→ 44kg/kmol
x, kg CO₂ = 240 kg .44/100=105,6 kg
- calculăm masa și numărul de kmol de H₂CO₃ (acid carbonic), format stoechiometric de 105,6 kg CO₂:
M H₂CO₃= 2.AH+A C+ 3.A O=62 kg/kmol
105,6 kg CO₂.....................y Kg H₂CO₃
CO₂(g) + H₂O (l) ↔ H₂CO₃(aq)
44 kg/kmol........................62 kg/kmol
y, kg H₂CO₃= 105,6 kg .62/44=148,8 kg
x, kmol H₂CO₃ = m / M = 148,8 kg/62 kg/kmol=2,4 kmol
R: 148,8 kg și 2,4 kmol
Importanța absorției CO₂ în apă
- ar fi în industria sodei calcinate, procedeul amoniacal. CO₂ se absoarbe în apa din soluția de NaCl, tratată cu NH₃, cu formare de NaHCO₃ (bicarbonat de sodiu). NaHCO₃ se descompune termic cu formare de Na₂CO₃. Fără această proprietate a CO₂, nu se poate obține soda calcinată.
-ar fi în industria alimentară, la obținerea băuturilor carbogazoase, prin absorția CO₂ în apă din sucuri.
Sper, să vă ajute, aceste explicații!
Explicație:
