19. ЕЛЕМЕНТИ IVА ГРУПИ. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

19.3. Карбонатна кислота. Карбонати

Карбонатна кислота існує лише у водних розчинах. Це – слабка кислота, дисоціює ступінчато:

І ступінь: Н₂СО₃ ↔ НСО₃^– + Н⁺,

І ступінь: НСО₃^– ↔ СО₃^2– + Н⁺.

Дисоціація за другим ступенем відбувається дуже незначною мірою.

Як двоосновна кислота утворює два типи солей: середні – карбонати (Na₂CO₃, CaCO₃) і кислі – гідрогенкарбонати (KHCO₃, Ba(HCO₃)₂).

Одержують карбонати дією СО₂ на водні розчини лугів:

CO₂ + Ba(OH)₂ = BaCO₃↓ + H₂O.

Цю реакцію використовують для виявлення вуглекислого газу за помутнінням розчину лугу.

Усі гідрогенкабронати та карбонати лужних металів і амоніаку розчинні у воді.

Хімічні властивості.

1.Розчини карбонатів і гідрогенкабонатів, внаслідок гідролізу створюють лужне середовище (pH > 7):

Na₂CO₃ + Н₂О ↔ NaHCO₃ + NaOН.

Карбонати алюмінію, хрому (ІІІ), феруму (ІІІ) і купруму (ІІ) не існують, оскільки гідролізують необоротно:

CuCO₃ + Н₂О = Cu(OН)₂↓ + СО₂.

Якщо ж реакційну масу нагріти для видалення слідів води, то відбувається розкладання карбонату на оксид металу і вуглекислий газ:

2Сr(CO₃)₃ = Сr₂O₃ + 6CO₂.

2. Дією кислот солі карбонатної кислоти розкладаються на вуглекислий газ і воду:

NaHCO₃ + CH₃COOH = CH₃COONa + CO₂ + H₂O,

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O.

При цьому спостерігається виділення СО₂ і спінення розчину, що використовують для того, щоб відрізнити карбонати від інших речовин.

3. При нагріванні усі солі карбонатної кислоти (крім солей лужних металів) розкладаються на оксид металу і СО₂:

ВaCO₃ = ВaО + CO₂, 2Са(HCO₃)₂ = СаСО₃ + CO₂ + H₂O.

Гідрогенкарбонати лужних металів утворюють середні солі, які не розкладаються при нагріванні:

2NаHCO₃ = Nа₂СО₃ + CO₂ + H₂O.

Застосування оксигеновмісних сполук Карбону.

Карбон (ІІ) оксид СО використовують у металургії як відновник оксидів металів. Він є складовою газоподібного палива (СО + Н₂ – водяний газ), вихідна речовина при синтезі НСООН через HCOONa.

Вуглекислий газ СО₂ використовують у вогнегасниках і для виготовлення газованої води. Ще у XVIII ст. Дж. Прістлі (Англія) збираючи СО₂ над водою помітив, що частина його розчиняється у ній, надаючи приємного терпкого смаку. Додавши до такої води тільки цукор та ароматизатор одержують сучасні газовані напої. Твердий СО₂ – «сухий лід».

Натрій карбонат Na₂CO₃ (кальцинована сода) у вигляді кристалогідрату Na₂CO₃×10Н₂О (кристалічна сода) використовують у виробництві миючих засобів, скла, натрієвих солей, натрій гідрогенкарбонат NаHCO₃ (питна сода) – у хлібопекарстві, як розпушувач тіста, калій гідрогенкарбонат КHCO₃(поташ) – при виготовленні скла, у фотографії, доломіт CaCO₃×MgCO₃ і магнезит MgCO₃ – у виробництві цементу та будівельних матеріалів.