Ионы О2- энергично сорбируются ионами Са2+, что затрудняет их выход, и они накапливаются в поверхностном слое карбоната. В итоге, в первый момент распада в решетке СаСОз возникает в виде твердого раствора молекулярно-дисперсная примесь СаО. Предельная концентрация СаО в этом растворе 2-3%. Лишь по истечении некоторого времени (индукционный период) появляются трехмерные зародыши кристаллов СаО. При этом чем крупнее кристалл СаС03 и чем совершеннее его структура, тем длиннее индукционный период. С появлением кристаллов СаО фактором, лимитирующим процесс распада, становится диффузия Са2+ и О2- к граням зародышей. Медленность диффузии Са2+ и О2-в решетке СаСОз - причина образования новых зародышей кристаллов наряду с ростом уже возникших центров. Появляющиеся между кристаллами СаО и участками кристаллов СаСОз границы раздела способствуют распаду анионов СО2-, поэтому по мере увеличения поверхности раздела скорость диссоциации СаС03 возрастает, т. е. процесс приобретает автокаталитический характер. Слияние поверхностей раздела между СаО и СаСОз в сплошную оболочку усложняет выход молекул СО2 из оставшихся неразложенными участков кристалла карбоната, что снижает скорость всего процесса диссоциации. Коэффициент диффузии С02 в кристаллах СаСОз при 692-848° С равен 4,5- 10-4 см2 сек-1 (Есин О. А.).

Величина энергии активации диссоциации СаС03 близка к тепловому эффекту реакции. Численное значение Е, по данным различных исследователей (Есин О. А., Кичкина Е. С, Завадский И. и др.), находится в пределах от 39,8 ±2,7 до 40 ккал/моль, а теплота разложения при 25° С - 42,52 ккал.

Е. С. Кичкиной предложено уравнение диссоциации, учитывающее влияние на этот процесс следующих трех основных факторов: кинетики реакции, условий внешней и внутренней диффузии ионов и молекул и условий передачи тепла к зоне реакции. Расчеты, проведенные с помощью этого уравнения, позволили показать, что с уменьшением размера частиц из названных трех факторов все большее значение приобретает кинетический, и при частицах известняка диаметром менее 100 мк он становится определяющим (лимитирующим). Скорость процесса диссоциации СаС03 при 1041° С в вакууме равнялась 2,92- 1017 мол/см2 сек (Есин О. А.).