تجزیه کلسیم کربنات
کربنات کلسیم یک ماده معدنی و سنگی سخت است که برای تجزیه آن روش خاصی وجود دارد. کلسیم کربنات ترکیبی نامحلول در آب است و اکثر مواد شیمیایی نظیر الکل ها و قلیا ها و اسید ها تاثیری در تجزیه کربنات کلسیم ندارند. گاز دی اکسید کربن CO2 به عنوان یک ماده ناخاصل در ترکیب شیمیایی این کلسیم کربنات وجود دارد و بخشی از فرمول ساختاری آن را تشکیل می دهد. هدف از واکنش تجزیه کلسیم کربنات ، استخراج گاز دی اکسید کلسیم از این ماده و افزایش غلظت کلسیمی آن است.
تجزیه کلسیم کربنات فرایند پیچیده ای نیست و عامل اصلی تجزیه کننده در این فرایند ، حرارت است. واکنش تجزیه کربنات کلسیم روزانه در صدها کارخانه تولید آهک در سراسر جهان به صورت روتین انجام می شود. در صورت انجام فرایند ، کلسیم کربنات به دو ترکیب دی اکسید کربن CO2 و اکسید کلسیم CaO که نوعی آهک خالص است تجزیه می شود.
برای انجام فرایند تجزیه کلسیم کربنات ، نیازمند به گرمای بسیار بالایی هستیم زیرا این ماده ، یک ترکیب معدنی بسیار مستحکم می باشد. حداقل حرارت مورد نیاز برای تجزیه کلسیم کربنات در حدود هزار درجه سانتی گراد است که این حرارت در کوره های آهک پزی قابل تامین می باشد. نکته مهمی که در مورد تجزیه کربنات کلسیم وجود دارد این است که هر چه حرارت اعمال شده در زمان پخت بالاتر بوده و زمان آن طولانی تر باشد ، گاز دی اکسید کربن بهتر از آن خارج شده و خلوص کلسیم اکسید بالاتر می رود.
نشانه ای که می توان از طریق آن میزان و کیفیت تجزیه کلسیم کربنات را سنجید ، بررسی میزان فعال بودن اکسید کلسیم است. اکسید کلسیم که به نام آهک زنده یا آهک فعال هم شناخته می شود ، در صورت ترکیب با آب ، واکنش حرارتی از خود نشان می دهد. هر چه واکنش اکسید کلسیم با آب ، سریع تر و پر هیجان تر انجام گردد نشان از تجزیه بهتر کربنات کلسیم دارد.
معادله تجزیه کربنات کلسیم
تجزیه کلسیم کربنات دارای معادله ساده ای بوده و طی آن دی اکسید کربن در فاز گاز از آن خارج می شود. کاتالیزور این واکنش نیز “حرارت” است.
CaCO3 → CaO + CO2
(گاز) دی اکسید کربن + (جامد) اکسید کلسیم → (جامد) کربنات کلسیم
با وجود به اینکه واکنش تجزیه کربنات کلسیم ، معادله ای نسبتا ساده است ولی برای بررسی دقیق آن در علم شیمی و جهت بررسی تاثیر فشار و حرارت در شرایط دینامیکی ، از طریق آزمایشاتی نظیر آنالیز گرماسنجی TG ، آنالیز پتانسیل حرارتی DTA ، تاثیر جنبشی حرارت مشاهده شده و بررسی میزان کاهش حجم باید به خوبی مورد مطالعه قرار گیرد.