На что диссоциирует угольная кислота

Химия. 11 класс

§ 42. Угольная и кремниевая кислоты, их соли

Угольная кислота и её соли

Угольная кислота H₂CO₃ является двухосновной и относится к слабым кислотам ( рис. 100 ). В свободном состоянии в виде кристаллов она выделена при температуре ниже ‒30 °С лишь во втором десятилетии XXI века.

В водном растворе угольная кислота диссоциирует ступенчато:

В обычных условиях она распадается на углекислый газ и воду:

Угольной кислоте соответствуют два ряда солей: карбонаты (средние) и гидрокарбонаты (кислые). Отметим два важнейших свойства солей угольной кислоты.

1. Взаимодействие с кислотами. Общим свойством карбонатов и гидрокарбонатов является «вскипание» при действии более сильных кислот как на твёрдую соль, так и на её раствор. Происходит выделение газа без цвета и запаха:

Взаимодействие солей с сильными кислотами используют как тест (качественную реакцию) на присутствие солей угольной кислоты — карбонатов и гидрокарбонатов ( Приложение 3 ).

Кроме того, такие реакции могут использоваться для получения углекислого газа в лаборатории, например, из мрамора CaCO₃:

2. Термическое разложение. Вторая особенность солей угольной кислоты — их невысокая термическая устойчивость (кроме карбонатов натрия и калия, рубидия и цезия). При нагревании они разлагаются:

Анализируя вышесказанное и уравнения химических реакций предыдущего параграфа, можно сделать заключение, что карбонаты и гидрокарбонаты способны к взаимопревращениям, которые условно можно выразить схемой:

На примере карбоната кальция уравнения реакций, соответствующие данной схеме, выглядят так:

Карбонаты и гидрокарбонаты находят широкое применение в строительстве, быту, оптике, медицине, а также в производстве мыла, стекла, бумаги, являются наполнителями огнетушителей.

Таблица 30.1. Применение солей угольной кислоты

Источник

§ 32. Угольная кислота и ее соли

Перечислите общие химические свойства кислот.
Что вы знаете о солях угольной кислоты?

Угольная кислота существует только в растворе. Ее можно получить растворением оксида углерода (IV) в воде:

При нагревании угольная кислота разлагается на оксид углерода (IV) и воду. Эта реакция обратима.

Угольная кислота незначительно диссоциирует на ионы и относится к очень слабым электролитам:

Диссоциация угольной кислоты по второй ступени практически не идет.

Задание. Угольная кислота обладает свойствами, общими для всех кислот. Напишите уравнения химических реакций, доказывающие принадлежность угольной кислоты к классу кислот.

Угольная кислота образует два ряда солей: средние — карбонаты и кислые — гидрокарбонаты. Например, Na₂CO₃ — карбонат натрия; NaHCO₃ — гидрокарбонат натрия; MgCO₃ — карбонат магния; Mg(HCO₃)₂ — гидрокарбонат магния.

Соли угольной кислоты — устойчивые соединения. Их получают, пропуская оксид углерода (IV) через раствор щелочи:

или в сокращенной ионной форме:

При длительном пропускании оксида углерода (IV) через раствор щелочи образуется кислая соль:

или в сокращенной ионной форме:

Все гидрокарбонаты хорошо растворимы в воде в отличие от карбонатов, из которых растворимы только карбонаты щелочных металлов и аммония.

Химические свойства солей угольной кислоты

1. Карбонаты и гидрокарбонаты при действии даже

слабых кислот

разлагаются с выделением СO₂:

При этом наблюдается характерное шипение из-за бурного выделения углекислого газа. Эта реакция является качественной реакцией на карбонат-ион

2. Растворимые карбонаты взаимодействуют с другими растворимыми солями в случае образования нерастворимого соединения:

3. При длительном пропускании СO₂ через раствор, содержащий карбонат, образуется растворимый гидрокарбонат:

Источник

На что диссоциирует угольная кислота

§ 50. Угольная кислота и ее соли

Молекулярная формула угольной кислоты Н₂СО₃, а ее структурная формула

Растворяясь в воде, двуокись углерода частично соединяется с нею, образуя угольную кислоту:

Карбонаты и бикарбонаты распознают действием сильных кислот: происходит характерное «вскипание» вследствие бурного выделения двуокиси углерода:

Это испытание удается и с твердыми карбонатами и с их растворами. В ионном виде реакция выражается уравнением:

Так как при взаимодействии карбонатов с кислотами происходит связывание ионов водорода, карбонатами, как и основаниями, можно пользоваться для нейтрализации кислот. Так, известняк СаСО₃ в размолотом виде применяется для известкования почв при излишней их кислотности.

Из-за слабости угольной кислоты карбонаты в водном растворе гидролизуются, и их растворы обладают сильной щелочной реакцией:

Наиболее распространен из природных карбонатов карбонат кальция. Залежи пород, его содержащих, встречаются часто. Поэтому одной из задач краеведческой работы в районах с кислыми почвами должны быть поиски таких пород.

При насыщении раствора соды двуокисью углерода она переходит в бикарбонат натрия NaHCO₃.

Бикарбонат натрия продается в аптеках и продовольственных магазинах под названием питьевой воды. Он принимается внутрь при изжоге, вызванной избытком в желудочном соке соляной кислоты.

Питьевая сода применяется в кондитерском деле, хлебопечении и в огнетушителях как источник двуокиси углерода. Она входит в состав хлебопекарных порошков, добавляемых к тесту. Такое тесто всходит без применения дрожжей и заквасок, наполняясь пузырьками двуокиси углерода, и выпеченный из него продукт получается пористым, мягким, вкусным и легче переваривается. Двуокись углерода образуется за счет реакции:

Пенные огнетушители наполняют концентрированным раствором питьевой соды, к которому добавляют вещества, образующие пену, а в верхней части помещают заполненный сосудик с концентрированной серной кислотой. Для приведения в действие огнетушитель переворачивают и ударяют об пол металлическим штифом (рис. 35). Сосудик с кислотой разбивается, и она вступает в реакцию с бикарбонатом. Образующаяся двуокись углерода вспенивает жидкость и выбрасывает ее из огнетушителя сильной струей. Пенистая жидкость и двуокись углерода обволакивают горящий предмет, оттесняют воздух и гасят пламя.

Источник

Урок №8. Диссоциация кислот, оснований и солей

Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства кислот, оснований и солей.

Диссоциация кислот

Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода (H + )

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

НРО 2- 4 ↔ Н + + PО З- 4 (третья ступень) – ортофосфат ион

Диссоциация оснований

Примеры уравнений диссоциации щелочей:

Многокислотные основания диссоциируют ступенчато:

Диссоциация амфотерных оснований (амфолитов)

Диссоциацию амфотерного гидроксида цинка Zn(ОН) 2 можно выра­зить уравнением:

Диссоциация солей

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов, а также катион аммония (NH + 4 ) и анионы кислотных остатков.

Диссоциация средних солей

Na 3 PO 4 →3Na + + PO 3- 4

Кислые и основные соли диссоци­ируют ступенчато.

Диссоциация кислых солей

У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.

Диссоциация основных солей

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Химическое равновесие

Значения констант равновесия

База данных констант стабильности содержит 136 записей со значениями общих констант протонирования β ₁ и β ₂ карбонат-иона. В следующих выражениях [H + ] представляет концентрацию в состоянии равновесия химического вещества H + и т. Д.

Значение log β ₂ также уменьшается с увеличением ионной силы.

При = 0 и 25 ° C значения pK констант ступенчатой ​​диссоциации равны я <\ displaystyle <\ ce >>

Когда pH = pK, два химических вещества, находящихся в равновесии друг с другом, имеют одинаковую концентрацию.

где K _D = [CO ₂ ] / [H ₂ CO ₃ ]. (уравнение 3) Ситуация возникает из-за того, что константы диссоциации названы и определены, что четко указано в тексте статьи Пайнса, но не в аннотации.

В небиологических растворах

В биологических растворах

Когда фермент карбоангидраза также присутствует в растворе, следующая реакция имеет приоритет.

Когда количество углекислого газа, созданного прямой реакцией, превышает его растворимость, выделяется газ и третье равновесие

Когда для вычисления значения члена в знаменателе используется закон Генри, необходимо соблюдать осторожность в отношении размерности.

Использование термина угольная кислота

Поскольку pK _a1 имеет значение ca. 6.8, при равновесии угольная кислота будет диссоциировать почти на 50% во внеклеточной жидкости ( цитозоле ), имеющей pH около 7,2. Обратите внимание, что растворенный диоксид углерода во внеклеточной жидкости часто называют «угольной кислотой» в литературе по биохимии по историческим причинам. Реакция, в которой он образуется

быстро в биологических системах. Диоксид углерода можно описать как ангидрид угольной кислоты.

Чистая угольная кислота

Угольная кислота H ₂ CO ₃ устойчива при температуре окружающей среды в строго безводных условиях. Он разлагается с образованием углекислого газа в присутствии любых молекул воды.

При высоком давлении

Хотя молекулы H ₂ CO ₃ не составляют значительной части растворенного углерода в водной «угольной кислоте» в условиях окружающей среды, значительные количества молекулярного H ₂ CO ₃ могут существовать в водных растворах, подверженных давлению в несколько гигапаскалей (десятки тысяч атмосфер), что может происходить в недрах планет.

Источник