Для осуществления превращений по данной схеме необходимо провести несколько химических реакций. Рассмотрим каждую стадию по отдельности.
- Ca → CaO (образование оксида кальция)
Для получения оксида кальция из металлического кальция, необходимо провести процесс обжига (окисления) кальция:
[ \text{2Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CaO} ]
- CaO → Ca(OH)2 (образование гидроксида кальция)
Оксид кальция (негашеная известь) легко реагирует с водой, образуя гидроксид кальция (гашеная известь):
[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 ]
- Ca(OH)2 → CaCO3 (образование карбоната кальция)
Гидроксид кальция реагирует с углекислым газом, образуя карбонат кальция (известняк):
[ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
- CaCO3 → Ca(HCO3)2 (образование гидрокарбоната кальция)
Для получения гидрокарбоната кальция (двууглекислого кальция), необходимо воздействовать на карбонат кальция углекислым газом в присутствии воды:
[ \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 ]
Таким образом, полная схема превращений выглядит следующим образом:
[ \text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CaO} ]
[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 ]
[ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
[ \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 ]
Каждый этап включает в себя реализацию различных химических процессов, таких как окисление, гидратация, реакция с углекислым газом и образование сложных соединений.