Cierta especie de carbón contiene 2.5% en masa de azufre. Cuando se quema este carbón en una planta de energía, el azufre se convierte en dióxido de azufre gaseoso, que es un contaminante. Para reducir las emisiones de dióxido de sulfuro, se usa el óxido de calcio (cal). El dióxido de azufre reacciona con el óxido de calcio para formar sulfito de calcio sólido.
a)Escriba la ecuación química balanceada para la reacción.
b)Si el carbón se quema en una planta de energía que utiliza 2000 toneladas de carbón al día, ¿cuál es la masa de óxido de calcio necesaria diariamente para eliminar el dióxido de azufre?
c)¿Cuántos gramos de sulfito de calcio se producen diariamente en esta planta?
Respuestas a la pregunta
Usando la ecuación química que representa la reacción de dióxido de azufre y oxido de calcio para producir sulfito de calcio, se realizan cálculos para una planta que consume 2000 Ton carbón/día y usa Oxido de Calcio para eliminar el SO₂. Los resultados obtenidos son:
a) Ecuación química balanceada: SO₂ + CaO → CaSO₃
b) masa de oxido de calcio necesaria = 87,5 Ton CaO/ día
c) gramos de Sulfito de Calcio producido por día = 187.500.000 g
Explicación:
El SO₂ que se produce al quemar Carbón, en la planta de energía, se hace reaccionar con Oxido de Calcio, según la reacción:
SO₂ + CaO → CaSO₃
Masa molar de SO₂ = 64 g/mol
Masa molar de CaO = 56 g/mol
Masa molar de CaSO₃ = 120 g/mol
El carbón usado contiene 2,5 % S y se utilizan 2000 Ton / día, entonces:
2000 Ton Carbón/día × 2,5 Ton S / 100 Ton Carbón = 50 Ton S / día
1 mol de SO₂ contiene 32 g de S, entonces calculamos la cantidad de SO₂ que se genera a partir de 50 Ton S.
(64 g SO₂ / 32 g S ) × 50 Ton S × 1000 kg/ Ton × 1000 g/ kg = 1 × 10⁸ g SO₂
1 × 10⁸ g SO₂ × 1 kg / 1000 g × 1 Ton/1000 kg = 100 Ton SO₂
Para eliminar 1 mol (64 g ) SO₂ se usan 1 mol (56 g) de CaO.
64 g SO₂ ............ 56 g CaO
1 × 10⁸ g SO₂ ....... X
X = ( 1 × 10⁸ g SO₂ × 56 g CaO ) / 64 g SO₂ = 87,5 × 10⁶ g CaO
87,5 × 10⁶ g CaO × 1 kg / 1000 g × 1 Ton/1000 kg = 87,5 Ton CaO
64 g SO₂ .............. 120 g CaSO₃
1 × 10⁸ g SO₂......... X
X = ( 1 × 10⁸ g SO₂ × 120 g CaSO₃ ) / 64 g SO₂ = 187.500.000 g CaSO₃
187.500.000 g CaSO₃ × 1 kg / 1000 g × 1 Ton/ 1000 kg = 187,5 Ton CaSO₃