La decomposizione del carbonato di calcio, processo noto in ambito chimico, porta alla formazione di ossido di calcio e biossido di carbonio secondo la reazione endotermica: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) con un valore ΔH° = + 179 kJ/mol. Questa reazione deve essere condotta ad alta temperatura e si può fare affidamento alle leggi della termodinamica per determinare la temperatura più adatta. Il monossido di calcio, noto anche come calce viva, è uno dei principali prodotti dell’industria chimica. Questa sostanza è utilizzata in vari settori, come l’edilizia, l’industria chimica e in agricoltura come correttivo dei terreni acidi.
Dalla calce viva si ottiene, dopo la reazione di spegnimento, la calce idrata o calce spenta, impiegata come materiale da costruzione e nella preparazione di malte aeree e di alcune malte idrauliche. Inoltre, il monossido di calcio è utilizzato per la preparazione del cloruro di calcio, della soda, della potassa caustica e in vari processi, come il trattamento delle acque di rifiuto e dei fanghi, nonché nella potabilizzazione delle acque.
La variazione di entropia standard di una reazione è espressa dalla formula: ΔS°sis = Σ ΔS°prodotti – Σ ΔS°reagenti. Nel caso della decomposizione del carbonato di calcio, la variazione di entropia totale è positiva, ma affinché la reazione avvenga spontaneamente, è necessario che ΔS°tot > 0. Il calcolo indica che la reazione non è spontanea a temperatura ambiente e occorre sollevare la temperatura a oltre 839 °C affinché avvenga spontaneamente.
Tuttavia, è importante notare che a temperature minori di 550 °C, il carbonato di calcio si trova in equilibrio con il monossido di calcio e il biossido di carbonio. Solo a temperature più elevate di 550 °C, la pressione del biossido di carbonio diventa maggiore rispetto a quella contenuta nell’aria, permettendo la decomposizione del carbonato di calcio.
In breve, la decomposizione del carbonato di calcio è un processo importante nell’industria chimica, con una variazione di entalpia significativa e richiede temperature elevate affinché avvenga spontaneamente.
