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Estequiometría: relación entre masas de reactivos y productos 0002

El fosfato de calcio es un sólido que se encuentra en un mineral llamado apatita y en fosfato de roca. Es el principal constituyente de los huesos de los animales y se emplea en la fabricación de fertilizantes.

Si se quieren obtener 285,8 g de fosfato de calcio Ca_3(PO_4)_2 del 90\% de pureza, ¿cuántos gramos de ácido fosfórico del 95\% de pureza (H_3PO_4) deben reaccionar con un exceso de hidróxido de calcio?

SOLUCIÓN

La reacción química ajustada es:

2H_3PO_4 + 3Ca(OH)_2\ \to\ Ca_3(PO_4)_2 + 6H_2O


Las masas moleculares son:
H_3PO_4: 3·1 + 31 + 4·16 = 98 g/mol
Ca_3(PO_4)_2: 3·40 + 2·31 + 8·16 = 310 g/mol
Debemos calcular el fosfato de calcio puro que deseamos obtener:

285,8\ g\ C\cdot \frac{90\ g\ Ca_3(PO_4)_2}{100\ g\ C} = 257,22\ g\ Ca_3(PO_4)_2


Según nuestra reacción, tomando la relación entre masas, 2·98 = 196 g de H_3PO_4 dan lugar a 310 g de Ca_3(PO_4)_2:

257,22\ g\ Ca_3(PO_4)_2\cdot \frac{196\ g\ H_3PO_4}{310\ g\ Ca_3(PO_4)_2} = 162,63\ g\ H_3PO_4


Esta es la masa de ácido fosfórico puro que necesitamos. Como viene dado en una riqueza del 95\%:

162,63\ g\ H_3PO_4\cdot \frac{100\ g\ C}{95\ g\ H_3PO_4} = \bf 171,19\ g\ C


Deben reaccionar 171,19 g de ese ácido para obtener los gramos deseados de producto impuro.

 

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