Может ли кальций гореть в атмосфере углекислого газа при обычных условиях, в соответствии с реакцией СО2 (г)

Вечный_Мороз

59

К сожалению, кальций не может гореть в атмосфере углекислого газа при обычных условиях. Это можно объяснить с помощью обоснования на основе значений стандартных свободных энергий образования соответствующих веществ.

Реакция, которую вы указали: СО2 (г) + 2Са (к) = 2СаО (к) + С (г), описывает превращение углекислого газа (СО2) и кальция (Са) в оксид кальция (СаО) и графит (С). Свободная энергия Гиббса (Г) является функцией, отражающей энергетическое состояние системы.

Применим формулу для свободной энергии Гиббса (ΔG) с учетом стандартных энергий образования (\(Δf G0\)) каждого вещества:

\[\DeltaG = \sum \Deltaf G0_{\text{продуктов}} - \sum \Deltaf G0_{\text{реагентов}}\]

Для данной реакции имеем:

\[\DeltaG = \left(2 \cdot \Deltaf G0_{\text{CaO}} + \Deltaf G0_{\text{C}}\right) - \left(\Deltaf G0_{\text{CO2}} + 2 \cdot \Deltaf G0_{\text{Ca}}\right)\]

Подставляя известные значения стандартных энергий образования из условия задачи, получаем:

\[\DeltaG = \left(2 \cdot (-605,2 \text{ кДж/моль}) + 0\right) - \left((-394,4 \text{ кДж/моль}) + 2 \cdot 0\right) = -5 \times 10^2 \text{ кДж/моль}\]

Отрицательное значение свободной энергии Гиббса для данной реакции указывает на то, что реакция является экзотермической, то есть происходит с выделением энергии. Однако, отрицательное значение ΔG не гарантирует, что реакция будет происходить самопроизвольно.

Для определения спонтанности реакции необходимо учесть не только ΔG, но и другие факторы, такие как температура, концентрации и давления реагентов. К сожалению, без учета указанных факторов, невозможно однозначно ответить на вопрос о спонтанности данной реакции.

Таким образом, на основании имеющихся данных и без дополнительной информации о температуре, концентрациях и давлении, мы не можем утверждать, что кальций может гореть в атмосфере углекислого газа при обычных условиях.