Давайте подробно разберем заданную схему химических превращений: C → CO₂ → CaCO₃ → CO₂.
1. Превращение C → CO₂
На первом этапе углерод (C) превращается в углекислый газ (CO₂). Это реакция горения углерода в кислороде:
[
C + O_2 → CO_2
]
Для этого процесса необходимо обеспечить доступ кислорода (O₂) и нагревание. Углерод сгорает при высоких температурах, образуя диоксид углерода (углекислый газ). Этот процесс часто используют в промышленных печах.
2. Превращение CO₂ → CaCO₃
На втором этапе углекислый газ (CO₂) вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) или раствором гидроксида кальция, называемым известковой водой. В результате образуется карбонат кальция (CaCO₃), который выпадает в виде белого осадка. Это реакция карбонизации:
[
CO_2 + Ca(OH)_2 → CaCO_3 ↓ + H_2O
]
Таким образом, углекислый газ пропускают через известковую воду, и белый осадок карбоната кальция подтверждает протекание реакции.
3. Превращение CaCO₃ → CO₂
На третьем этапе карбонат кальция разлагается при нагревании (реакция термического разложения). Это процесс, используемый, например, в производстве извести. При нагревании карбонат кальция распадается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂):
[
CaCO_3 → CaO + CO_2 ↑
]
Для этого процесса требуется температура выше 800°C.
Итоговое превращение
Таким образом, схема преобразований выглядит следующим образом:
Углерод (C) сгорает в кислороде, образуя углекислый газ (CO₂):
[
C + O_2 → CO_2
]
Углекислый газ (CO₂) реагирует с гидроксидом кальция (Ca(OH)₂), образуя карбонат кальция (CaCO₃):
[
CO_2 + Ca(OH)_2 → CaCO_3 ↓ + H_2O
]
При нагревании карбонат кальция (CaCO₃) разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ (CO₂):
[
CaCO_3 → CaO + CO_2 ↑
]
Каждый этап описывает важные химические процессы, нашедшие применение в промышленности, таких как получение извести, очистка углекислого газа и использование карбонатов.