Осуществить превращение вещества CaCl₂ в цикл, который включает промежуточные стадии Ca(OH)₂, CaCO₃, Ca(HCO₃)₂ и возвращение к CaCl₂, можно поэтапно с использованием соответствующих химических реакций. Вот как это можно сделать:
Превращение CaCl₂ в Ca(OH)₂:
Для этого нужно провести реакцию гидролиза с участием гидроксида натрия (NaOH):
[
\text{CaCl}_2 + 2\text{NaOH} → \text{Ca(OH)}_2 + 2\text{NaCl}
]
В результате образуется гидроксид кальция (Ca(OH)₂) и побочный продукт — хлорид натрия (NaCl).
Превращение Ca(OH)₂ в CaCO₃:
Теперь нужно провести карбонизацию гидроксида кальция, пропустив углекислый газ (CO₂) через раствор Ca(OH)₂:
[
\text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 → \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O}
]
В результате образуется карбонат кальция (CaCO₃) и вода.
Превращение CaCO₃ в Ca(HCO₃)₂:
Для этого карбонат кальция нужно обработать избытком углекислого газа в присутствии воды:
[
\text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} → \text{Ca(HCO}_3\text{)}_2
]
В результате образуется гидрокарбонат кальция (Ca(HCO₃)₂).
Превращение Ca(HCO₃)₂ обратно в CaCO₃:
Гидрокарбонат кальция нестабилен и легко разлагается при нагревании, выделяя углекислый газ и воду:
[
\text{Ca(HCO}_3\text{)}_2 → \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
Образуется карбонат кальция и выделяется углекислый газ и вода.
Превращение CaCO₃ обратно в CaCl₂:
Для этого нужно провести реакцию карбоната кальция с соляной кислотой (HCl):
[
\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} → \text{CaCl}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}
]
В результате образуется хлорид кальция (CaCl₂), углекислый газ и вода.
Таким образом, цикл завершается, и мы снова получаем исходное вещество CaCl₂.