有沒有催化劑讓碳酸鈣和二氧化碳快速反應生成碳酸氫鈣?

時間 2021-06-04 02:38:10

1樓:暖月

上反應式:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2易分解

所以條件:增加二氧化碳的濃度,比如10MPa條件,至於催化劑不知道

2樓:Studio TBsoft

水溶液中根本不會存在高濃度的碳酸氫鈣,更不存在固體的碳酸氫鈣,Ca2+、Mg2+和HCO3-都只能低濃度在水溶液中共存。

以碳酸氫鈣為例簡單估算一下,碳酸氫鈣分解反應的本質可看作,HCO3-在水溶液中發生下列反應:

2HCO3- CO3 2- + H2CO3

這個反應還可以拆成以下兩步反應:

HCO3- H+ + CO3 2-(碳酸的第二步電離,平衡常數是碳酸的Ka2)

HCO3- + H+ H2CO3(碳酸第一步電離的逆反應,平衡常數是碳酸Ka1的倒數)

因此上述反應的平衡常數K1就是碳酸的Ka2/Ka1,估算K1≈1.30*10^(-4)。

然後CO3 2-再與Ca2+結合生成CaCO3沉澱:

Ca2+ + CO3 2- CaCO3↓

這一反應的平衡常數K2顯然是碳酸鈣溶度積Ksp的倒數,估算K2≈3.00*10^8。

將兩個反應合寫起來,就是水溶液中碳酸氫鈣分解的反應:

Ca2+ + 2HCO3- CaCO3↓ + H2CO3

平衡常數K=K1*K2,已經在10^4數量級了,因此就算不考慮H2CO3在高濃度下會分解,反應向右進行的趨勢已經相當大,只要溶液中Ca2+和HCO3-濃度稍大,反應向右進行就會析出CaCO3沉澱,也就是水溶液中碳酸氫鈣濃度稍高就會分解,如果考慮H2CO3在高濃度下會分解放出CO2氣體,碳酸氫鈣濃度較高時,反應向右進行會更加完全。

因此,再不要弄出什麼碳酸氫鈣濃溶液、碳酸氫鈣固體之類的笑話了。用碳酸鈣大量吸收二氧化碳也是很不現實的事情,含有CO2的地下水慢慢溶解碳酸鹽岩石,需要成千上萬年的時間。如果要快速大量吸收二氧化碳,使用NaOH溶液、Na2CO3溶液、Ca(OH)2甚至氨水吸收都是更加現實的方法。

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