Determinació del Percentatge de Puresa del Carbonat de Calcio mitjançant Titulació

0,765 g d’una mostra impura de carbonat de calci es va dissoldre en 25,0 cm³ d’àcid clorhídric 1,00 mol·dm⁻³. La solució resultant es va completar fins a 250 cm³ en un matràs calibrat. 25,0 cm³ d’aquesta solució es van neutralitzar amb 24,35 cm³ d’hidròxid de sodi 0,050 mol·dm⁻³. Quin és el percentatge de puresa del carbonat de calci?

• Primer troba la quantitat d’àcid inicial: \( n(\text{HCl})_{\text{afegit}} = c \times \frac{V}{1000} = 1,00 \times \frac{25,0}{1000} = 2,50 \times 10^{-2} \, \text{mol} \)

• A continuació, troba la quantitat d’àcid que queda al final: Quantitat de NaOH utilitzada = \( c \times \frac{V}{1000} = 0,050 \times \frac{24,35}{1000} = 1,2175 \times 10^{-3} \, \text{mol} \) Com que 1 mol de NaOH reacciona amb 1 mol de HCl, \( n(\text{HCl})_{\text{restant en 250 cm}^3} = \frac{250}{25} \times 1,2175 \times 10^{-3} = 1,2175 \times 10^{-2} \, \text{mol} \)

• Ara troba la quantitat d’àcid utilitzat en la reacció amb el carbonat de calci: \( n(\text{HCl})_{\text{utilitzat per CaCO}_3} = 2,50 \times 10^{-2} – 1,2175 \times 10^{-2} = 1,2825 \times 10^{-2} \, \text{mol} \)

• L’equació de la reacció és: \( \text{CaCO}_3(\text{s}) + 2\text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow \text{CaCl}_2(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l}) + \text{CO}_2(\text{g}) \) Com que 1 mol de HCl reacciona amb \(\frac{1}{2}\) mol de \(\text{CaCO}_3\), \( n(\text{CaCO}_3) = \frac{1}{2} \times 1,2825 \times 10^{-2} = 6,413 \times 10^{-3} \, \text{mol} \)

• Com que \( M(\text{CaCO}_3) = 40,1 + 12,0 + 48,0 = 100,1 \, \text{g·mol}^{-1} \), massa de \(\text{CaCO}_3\) pur a la mostra = \( 6,413 \times 10^{-3} \times 100,1 = 0,6419 \, \text{g} \), i el percentatge de puresa de \(\text{CaCO}_3 = \frac{0,6419}{0,765} \times 100 = 83,9\% \).