碳酸钙温度升高溶解度变化

碳酸钙 (CaCO₃) 是一种常见的无机化合物，在水中的溶解度对许多自然和工业过程至关重要。 碳酸钙的溶解度随温度变化呈反比。
溶解度降低机
随着温度升高，水的介电常数降低。 介电常数是衡量液体溶解离子能力的指标。 介电常数降低时，水溶解离子的能力下降，导致碳酸钙溶解度降低。
原因
当温度升高时，水分子的运动能量增加。 这导致氢键断裂，降低水的介电常数。 介电常数降低 затрудняет溶解离子，包括碳酸钙中的钙离子 (Ca²⁺) 和碳酸根离子 (CO₃²⁻)。
数学关系
碳酸钙溶解度与温度的关系可以用 van't Hoff 方程描述：
ln(K) = -ΔH°/RT + C
其中：
K 是溶解度常数
ΔH° 是反应的焓变 (负值)
R 是理想气体常数 (8.314 J/mol K)
T 是开尔文温度
C 是积分常数
该方程表明，溶解度常数 (K) 随温度呈指数下降。
应用
碳酸钙溶解度与温度关系在许多域有应用，包括：
石灰石溶洞形成：水中的碳酸钙随着温度升高而沉淀，形成石灰石溶洞中的钟石和石笋。
锅炉垢形成：水中的碳酸钙在锅炉中加热时沉淀，形成锅炉垢，降低效率并可能损坏设备。
水质处理：通过改变温度，可以控水中的碳酸钙溶解度，从而防止沉淀或溶解不充分。