Equação balanceada:
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O
Massas molares (aprox.):
- M(HCl)=1,0+35,5=36,5gmol−1
- M(CaCO3)=40,0+12,0+3⋅16,0=100,0gmol−1
- M(CO2)=12,0+2⋅16,0=44,0gmol−1
1) Massa teórica de CO2 formada
Mols iniciais:
n(HCl)=36,54,50=0,1233mol
n(CaCO3)=100,015,0=0,150mol
Pela estequiometria, são necessários 2 mol de HCl para 1 mol de CaCO3.
- Para consumir todo o CaCO3: precisaria 2⋅0,150=0,300mol de HCl, mas há apenas 0,1233mol.
Logo, HCl é o reagente limitante.
Como 2mol HCl→1mol CO2:
n(CO2)=2n(HCl)=20,1233=0,06164mol
Massa de CO2:
m(CO2)=n⋅M=0,06164⋅44,0≈2,71g
(Arredondando: ≈2,72g.)
2) Massa do reagente em excesso que sobra
Mols de CaCO3 que reagem (1:2 com HCl):
n(CaCO3 reagido)=2n(HCl)=0,06164mol
Massa de CaCO3 consumida:
m=0,06164⋅100,0=6,164g
Massa de CaCO3 que sobra:
m(sobra)=15,0−6,164≈8,84g
Atenção: isso é a sobra após a reação completa do reagente limitante.
3) Rendimento do processo
Rendimento:
η=mteoricamreal×100%
Com mreal=2,01g e mteorica≈2,71g:
η≈2,712,01×100%≈74,1%
Conclusões:
- m(CO2)≈2,72g.
- Reagente em excesso: CaCO3; sobra ≈8,84g.
- Rendimento ≈74%.