室温下,CaO+CO2(g)=CaCO3 的自由能是 -130KJ/MOL,非常负,反应当然是可以进行的。
并且这个自由能温度越高越正,其实很好理解吧,高温情况下自由能是正的,所以逆反应才能发生,碳酸钙分解成氧化钙。
即便是考虑到空气中的 CO2 浓度很低,以 0.04%计算,
△G=△G0+RTlnK=-130000-8.314*298*ln(0.0004)=-111KJ/MOL,依旧是可以发生。
通过水的反应是:
CaO+H2O=Ca(OH)2, -57KJ/MOL
Ca(OH)2+CO2(g)=CaCO3+H2O,-73KJ/MOL
可以看出来,第一步的自由能并不比直接和二氧化碳反应的自由能低。因此竞争的话也依旧是直接反应优先。
而考虑到动力学(经评论指出,这里其实并不能直接说是化学动力学,而应该是化工动力学,毕竟实际上氧化钙的形态,对气体的隔绝等并不是化学动力学所考虑的内容。当然可以换个说法,因为碳酸钙或者水的隔绝,使得与内层氧化钙反应的二氧化碳浓度非常低),因为是固相反应,而且温度低,且空气中二氧化碳浓度低。所以不论是氧化钙,还是氢氧化钙,和二氧化碳的反应其实都是相当慢的。
再加上碳酸钙的固体可以阻止二氧化碳进一步内渗,所以一般氧化钙保存的时候也就外面会有一层碳酸钙,并不会很多。
氢氧化钙同理。你看工地上面准备熟石灰刷墙也不会弄个氮气保护是不是。
真的刷到墙上了之后,厚度变得很薄,所以反应容易进行,再等上很长的时间,逐渐才慢慢的转变成了碳酸钙。