Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2014 | Soluciones de las preguntas 22, 23 y 24

(BLOQUE 1) 22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS.) El carbonato cálcico calentado a 900 ⁰C se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono (proceso de los hornos de cal). Tomando como pesos atómicos del C, O y Ca 12, 16 y 40, respectivamente, determinar la cantidad de óxido de calcio obtenido a partir de una tonelada de carbonato de calcio.

(A). 10² moles
(B). 10³ moles
(C). 10⁴ moles
(D). 56000 g

Solución: C. La reacción es: CaCO₃ → CaO + CO₂. Las masas moleculares del CaCO₃ y del CaO son, respectivamente, 100 y 56. Por cada mol de CaCO₃ (100 g) se obtiene un mol de CaO (56 g), luego con 10⁶ g (1 Tm) de CaCO₃, es decir 10⁶/10² = 10⁴ moles de CaCO₃, se obtendrán otros tantos moles de CaO, cuyo peso es de 56×10⁴ g = 560 kg = 0,560 Tm de CaO. 56000 g  de CaO son solo 56 kg, o bien 10³ moles.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS.)  Se recoge el dióxido de carbono desprendido en un depósito de 50 m³ a 327 ⁰C y 2 atm de presión. Si el rendimiento es del 100%, la cantidad z en kg de óxido de calcio que se obtiene al mismo tiempo es un valor comprendido dentro de uno de los siguientes intervalos: 

(A). z > 130
(B). 120 < z < 130
(C). 110 < z < 120
(D). z < 110

Solución: C. Reacción: CaCO₃ → CaO + CO₂. Pm CaCO₃ = 100; Pm CaO = 56. Por cada mol de CO₂ (44 g) desprendido se ha obtenido un mol de CaO (56 g). El número de moles de CO₂ desprendidos suponiendo un comportamiento ideal del gas en las condiciones citadas es, según la ecuación de estado, pV=nRT,  n = 2×50000 / [0,082× (327+273)] = 2032,5 moles. Se ha obtenido pues la misma cantidad de moles de CaO, que equivalen a 2032,52×56 = 113821 g = 113,8 kg.

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS.) Si el óxido de calcio reacciona con agua se obtiene hidróxido de calcio (cal apagada). La cantidad de agua, w, necesaria para obtener 50 kg de hidróxido de calcio es:

(A). w > 800 moles
(B). 700 < w < 800 moles
(C). 10 < w < 13 kg
(D). 7 < w < 10 kg

Solución: C. Reacción: CaO + H₂O → Ca(OH)₂. Pm Ca(OH)₂ = 74; Pm H₂O = 18. Por cada mol de Ca(OH)₂ (74 g) es necesario un mol de H₂O (18 g). Luego para 50 kg de Ca(OH)₂, es decir 50000/74 = 675,7 moles de Ca(OH)₂, se necesitarán otros tantos de  H₂O, cuyo peso es de 675,7×18 = 12163 g = 12,2 kg.