Для построения превращений по схеме C → CO2 → Na2CO3 → CaCO3 требуется записать химические уравнения для каждого этапа.
1. Превращение углерода (C) в углекислый газ (CO2):
Это процесс горения углерода в кислороде:
[ C + O_2 \rightarrow CO_2 ]
2. Превращение углекислого газа (CO2) в карбонат натрия (Na2CO3):
Сначала CO2 взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту:
[ CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3 ]
Затем угольная кислота реагирует с гидроксидом натрия для образования карбоната натрия:
[ H_2CO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + 2H_2O ]
3. Превращение карбоната натрия (Na2CO3) в карбонат кальция (CaCO3):
Для процесса используется сульфат кальция:
[ Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO3 + 2NaCl ]
Эта реакция протекает с образованием осадка карбоната кальция.
Полное ионное уравнение:
[ 2Na^+ + CO_3^{2-} + Ca^{2+} + 2Cl^- \rightarrow CaCO_3(s) + 2Na^+ + 2Cl^- ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ CO_3^{2-} + Ca^{2+} \rightarrow CaCO_3(s) ]
В сокращенном ионном уравнении ионы натрия и хлора, которые не участвуют в образовании осадка, исключаются как спектаторы.
Эти уравнения демонстрируют последовательность химических превращений от элементарного углерода до карбоната кальция.