Entalpía de reacción y energía liberada en la descomposición de caliza (10)

, por F_y_Q

El carbonato de calcio se descompone térmicamente produciendo óxido de calcio y dióxido de carbono. Calcula la entalpía de reacción del proceso y qué cantidad de energía irá asociada a la descomposición térmica de 2.5 kg de caliza que tiene una riqueza del 70 \% en carbonato de calcio.

Datos: Ca = 40 ; C = 12 ; O = 16 ; \Delta H_f ^0 (óxido de calcio) = -633\ kJ/mol ; \Delta H_f ^0 (dióxido de carbono) = -393\ kJ/mol ; \Delta H_f ^0 (carbonato de calcio) = -1\ 207\ kJ/mol .


SOLUCIÓN:

La reacción que tiene lugar es:

\color[RGB]{0,112,192}{\textbf{\ce{CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g)}}


La entalpía de reacción del proceso, en función de las entalpías de formación de reactivo y productos es:

\Delta H^o_R = \sum \Delta H^o_f(p) - \sum \Delta H^o_f(r) = \Delta H^o_f(\ce{CaO}) + \Delta H^o_f(\ce{CO2}) - \Delta H^o_f(\ce{CaCO3})

Si sustituyes en la ecuación y calculas:

\Delta H^o_R = (-633 - 393 + 1\ 207)\ \frac{kJ}{mol} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{181\ \frac{kJ}{mol}}}}


Para saber la energía que libera en la descomposición de los 2.5 kg de caliza es necesario saber los moles de \ce{CaCO3} que representa esa masa:

2.5\cdot 10^3\ \cancel{g\ caliza}\cdot \frac{70\ \cancel{g}\ \ce{CaCO3}}{100\ \cancel{g\ caliza}}\cdot \frac{1\ \text{mol}}{100\ \cancel{g}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{17.5\ \ce{mol\ CaCO3}}}

La energía asociada es:

Q = 181\ \frac{kJ}{\cancel{mol}}\cdot 17.5\ \cancel{mol} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 3\ 168\ kJ}}