二氧化碳能跟氧化鈣直接反應嗎?

眾所周知碳酸鈣能在高溫條件下分解形成二氧化碳和氧化鈣(即工業制二氧化碳原理),根據可逆反應的猜想,那麼二氧化碳和氧化鈣也能在某種條件下反應生成碳酸鈣。但是,如今對於反應條件眾說紛紜:一說是能在高溫下直接化合;一說是必須要在水的過渡下才能完成轉化......知乎大神們,就此能發表一下你的觀點嗎?要有理有據哦。


室溫下,CaO+CO2(g)=CaCO3的自由能是-130KJ/MOL,非常負,反應當然是可以進行的。

並且這個自由能溫度越高越正,其實很好理解吧,高溫情況下自由能是正的,所以逆反應才能發生,碳酸鈣分解成氧化鈣。

即便是考慮到空氣中的CO2濃度很低,以0.04%計算,

△G=△G0+RTlnK=-130000-8.314*298*ln(0.0004)=-111KJ/MOL,依舊是可以發生。

通過水的反應是:

CaO+H2O=Ca(OH)2, -57KJ/MOL

Ca(OH)2+CO2(g)=CaCO3+H2O,-73KJ/MOL

可以看出來,第一步的自由能並不比直接和二氧化碳反應的自由能低。因此競爭的話也依舊是直接反應優先。

而考慮到動力學(經評論指出,這裡其實並不能直接說是化學動力學,而應該是化工動力學,畢竟實際上氧化鈣的形態,對氣體的隔絕等並不是化學動力學所考慮的內容。當然可以換個說法,因為碳酸鈣或者水的隔絕,使得與內層氧化鈣反應的二氧化碳濃度非常低),因為是固相反應,而且溫度低,且空氣中二氧化碳濃度低。所以不論是氧化鈣,還是氫氧化鈣,和二氧化碳的反應其實都是相當慢的。

再加上碳酸鈣的固體可以阻止二氧化碳進一步內滲,所以一般氧化鈣保存的時候也就外面會有一層碳酸鈣,並不會很多。

氫氧化鈣同理。你看工地上面準備熟石灰刷牆也不會弄個氮氣保護是不是。

真的刷到牆上了之後,厚度變得很薄,所以反應容易進行,再等上很長的時間,逐漸才慢慢的轉變成了碳酸鈣。


高票答案已經說的很多了,這種有想法的東西都是通過熱力學動力學算的,而且高票還提供了實際的情況所以可以參考


如果是學生應考,還是不能吧


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