На что разлагается h2co3

Угольная кислота H₂CO₃

Угольная кислота известна только в виде разбавленного водного раствора и образуется при растворении углекислого газа в воде:

Являясь двухосновной кислотой, H₂CO₃ диссоциирует ступенчато:

Угольная кислота образует два типа солей:

В отличие от угольной кислоты, ее соли являются устойчивыми соединениями.

В воде растворяются только карбонат аммония и карбонаты щелочных металлов (Na₂CO₃, K₂CO₃).

Карбонаты железа и алюминия в водных растворах не существуют, поскольку подвергаются полному гидролизу, выпадая в осадок соответствующего гидроксида с выделением углекислого газа.

При нагревании карбонаты и гидрокарбонаты разлагаются с выделением углекислого газа:
MgCO₃ = MgO+CO₂↑
CaCO₃ = CaO+CO₂↑
2NaHCO₃ = Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

Качественными реакциями на карбонаты и гидрокарбонаты являются реакции с растворами кислот, в процессе которых происходит выделение углекислого газа:

Карбонаты получают взаимодействием углекислого газа с основными оксидами и основаниями:

Самым известным карбонатом среди рядовых обывателей, не знакомых с химией, является карбонат натрия (Na₂CO₃), который все знают под названием сода. В промышленности сода применяется для получения мыла, бумаги, стекла.

Соду получают аммиачно-хлоридным способом, в основе которого лежит взаимодействие хлорида натрия с гидрокарбонатом аммония в водном растворе:

В пищевой промышленности используется гидрокарбонат натрия (NaHCO₃), известный, как пищевая сода.

В производстве стекла и мыла используется поташ (карбонат калия, K₂CO₃).

Карбонат кальция (CaCO₃) входит в состав мела, мрамора, известняка, широко используемых в строительстве. Карбонатом кальция производят известкование кислых почв, с целью улучшения их сельскохозяйственных качеств.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Источник

Угольная кислота

реальные: 1) 3,60;
2) 10,33
кажущаяся [1] : 6,37

Содержание

Физические свойства

Молекула угольной кислоты имеет плоское строение. Центральный углеродный атом имеет sp²-гибридизацию. В гидрокарбонат- и карбонат-анионах происходит делокализация π-связи. Длина связи C—O в карбонат-ионе составляет 129 пм.

Химические свойства

Равновесие в водных растворах и кислотность

Угольная кислота существует в водных растворах в состоянии равновесия с гидратом диоксида углерода:

, константа равновесия при 25 °C

В свою очередь растворённый гидрат диоксида углерода находится в равновесии с газообразным диоксидом углерода:

Данное равновесие при повышении температуры сдвигается вправо, а при повышении давления — влево (подробнее см. Абсорбция газов).

Угольная кислота подвергается обратимому гидролизу, создавая при этом кислую среду:

, константа кислотности при 25 °C

Однако, для практических расчётов чаще используют кажущуюся константу кислотности, учитывающую равновесие угольной кислоты с гидратом диоксида углерода:

Гидрокарбонат-ион подвергается дальнейшему гидролизу по реакции

, константа кислотности при 25 °C

Таким образом, в растворах, содержащих угольную кислоту, создается сложная равновесная система, которую можно изобразить в общем виде следующим образом:

Значение pH в такой системе, соответствующей насыщенному раствору диоксида углерода в воде при 25 °C и давлении 760 мм рт. ст., можно рассчитать по формуле:

, где L = 0,034 моль/л — растворимость CO₂ в воде при указанных условиях.

Разложение

При повышении температуры раствора и/или понижении парциального давления диоксида углерода равновесие в системе смещается влево, что приводит к разложению части угольной кислоты на воду и диоксид углерода. При кипении раствора угольная кислота разлагается полностью:

Взаимодействие с основаниями и солями

Угольная кислота вступает в реакции нейтрализации с растворами оснований, образуя средние и кислые соли — карбонаты и гидрокарбонаты соответственно:

_{(конц.) (разб.)}

При взаимодействии угольной кислоты с карбонатами образуются гидрокарбонаты:

Получение

Угольная кислота образуется при растворении в воде диоксида углерода:

Содержание угольной кислоты в растворе увеличивается при понижении температуры раствора и увеличении давления углекислого газа.

Также угольная кислота образуется при взаимодействии её солей (карбонатов и гидрокарбонатов) с более сильной кислотой. При этом бо́льшая часть образовавшейся угольной кислоты, как правило, разлагается на воду и диоксид углерода:

Применение

Угольная кислота всегда присутствует в водных растворах углекислого газа (см. Газированная вода).

В биохимии используется свойство равновесной системы изменять давление газа пропорционально изменению содержания ионов оксония (кислотности) при постоянной температуре. Это позволяет регистрировать в реальном времени ход ферментативных реакций, протекающих с изменением pH раствора.

Органические производные

Некоторые представители подобных соединений перечислены в таблице.

См. также

Примечания

Литература

Оксиды углерода
Оксиды	CO2 · CO
Экзотические оксиды	Карбонилы металлов · Угольная кислота · Гидрокарбонаты · Карбонаты · Дикарбонаты · Трикарбонаты

Полезное

Смотреть что такое «Угольная кислота» в других словарях:

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Дает соли карбонаты и гидрокарбонаты … Большой Энциклопедический словарь

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — (H2CO3) очень слабая и непрочная двухосновная кислота, образующаяся при растворении в воде диоксида углерода (углекислого газа) CO2. Дает 2 ряда солей: карбонаты и бикарбонаты (гидрокарбонаты). В природе широко распространены нормальные карбонаты … Российская энциклопедия по охране труда

Угольная кислота — УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, H2CO3, образуется при растворении углерода диоксида в воде. Важнейшие производные карбонаты, мочевина (карбамид). … Иллюстрированный энциклопедический словарь

угольная кислота — Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Даёт соли карбонаты и гидрокарбонаты. * * * УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота.… … Энциклопедический словарь

Угольная кислота — H2CO3, слабая двухосновная кислота, при нормальных условиях существующая только в разбавленных водных растворах. У. к. образуется при растворении в воде двуокиси углерода: 2, при нормальных условиях не превышает 1% от содержания CO2.… … Большая советская энциклопедия

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Даёт соли карбонаты и гидрокарбонаты … Естествознание. Энциклопедический словарь

Угольная кислота — (медико санит.) см. Углерод … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — H2CO3, образуется при растворении CO2 в воде. Проявляет св ва слабой к ты. Равновесие CO2+H2O H2CO3 смещено влево, поэтому меньшая часть CO2 находится в р ре в виде H2CO3. Для У. к. константы диссоциации K1=4,27 … Химическая энциклопедия

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — Н2СО3 очень слабая к та, существующая только в водном р ре. У. к. образуется при растворении углерода диоксида в воде (H2О + CO2 H2CO3). Как двухосновная к та У. к. даёт 2 ряда солей: средние карбонаты и кислые гидрокарбонаты … Большой энциклопедический политехнический словарь

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, H2CO3 — УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, H2CO3, образуется при растворении углерода диоксида в воде. Важнейшие производные карбонаты, мочевина (карбамид) … Современная энциклопедия

Источник

Углекислота (H2CO3) свойства, использование и значение

углекислота, ранее называемая воздушной кислотой или воздушной кислотой, она является единственной неорганической кислотой углерода и имеет формулу H2CO3.

Соли карбоновых кислот называются бикарбонатами (или гидрокарбонатами) и карбонатами (База данных метаболома человека, 2017). Его структура представлена ​​на рисунке 1 (EMBL-EBI, 2016).

Говорят, что углекислота образуется из углекислого газа и воды. Углекислота встречается только через соли (карбонаты), соли кислот (гидрокарбонаты), амины (карбаминовая кислота) и хлориды кислот (карбонилхлорид) (MeSH, 1991).

Соединение не может быть выделено в виде чистой или твердой жидкости, поскольку продукты его разложения, углекислый газ и вода, намного более стабильны, чем кислота (Royal Society of Chemistry, 2015).

Углекислота находится в организме человека, CO2, присутствующий в крови, соединяется с водой, образуя углекислоту, которая затем выделяется легкими в виде газа.

Это также найдено в скалах и пещерах, где известняки могут быть растворены. H2CO3 также можно найти в угле, метеоритах, вулканах, кислотных дождях, подземных водах, океанах и растениях (формула углекислоты, S.F.).

Угольная кислота и карбонатные соли

Углекислота образуется в небольших количествах, когда ее ангидрид, углекислый газ (CO2), растворяется в воде.

Преобладающими видами являются просто гидратированные молекулы CO2. Можно считать, что угольная кислота является дипротоновой кислотой, из которой могут образовываться две серии солей, а именно гидрокарбонаты или бикарбонаты, содержащие HCO3-, и карбонаты, содержащие CO32.-.

H2CO3 + H2O ⇌ H3O + + HCO3-

HCO3- + H2O ⇌ H3O + + CO32-

Однако кислотно-основное поведение углекислоты зависит от различных скоростей некоторых участвующих реакций, а также от ее зависимости от рН системы. Например, при pH ниже 8 основными реакциями и их относительной скоростью являются следующие:

При pH выше 10 важны следующие реакции:

При значениях рН от 8 до 10 все вышеуказанные равновесные реакции являются значительными (Zumdahl, 2008).

«Гипотетическая» углекислота и водная кислота

До относительно недавнего времени ученые были убеждены, что углекислота не существует как стабильная молекула..

В журнале Angewandte Chemie немецкие исследователи представили простой пиролитический метод получения газофазной углекислоты, который позволил провести спектроскопическую характеристику газофазной углекислоты и ее монометилового эфира (Angewandte Chemie International Edition, 2014)..

Углекислота существует только в течение небольшой доли секунды, когда углекислый газ растворяется в воде, прежде чем он станет смесью протонов и бикарбонат-анионов..

Однако, несмотря на свою короткую жизнь, углекислота оказывает длительное воздействие на атмосферу и геологию Земли, а также на организм человека..

Из-за короткого срока службы детальная химия углекислоты была завуалирована тайной. Исследователи, такие как Berkeley Lab. И Калифорнийский университет в Калифорнии (UC), помогают поднять эту завесу через серию уникальных экспериментов..

В своем последнем исследовании они показали, как молекулы газообразного диоксида углерода сольватируются водой, чтобы инициировать химию переноса протона, которая производит углекислоту и бикарбонат (Yarris, 2015).

В 1991 году ученым из Центра космических полетов имени Годдарда (США) НАСА удалось получить твердые образцы H2CO3. Они сделали это, подвергая замороженную смесь воды и углекислого газа воздействию высокоэнергетического протонного излучения, а затем нагревая ее, чтобы удалить избыток воды..

Оставшаяся углекислота характеризовалась инфракрасной спектроскопией. Тот факт, что углекислота была приготовлена ​​облучением твердой смеси H2O + CO2 или даже облучением только сухого льда.

Это привело к предположениям, что H2CO3 можно найти в космическом пространстве или на Марсе, где можно найти мороженое H2O и CO2, а также космические лучи (Ханна, 1991)..

Физико-химические свойства

Углекислота существует только в водном растворе. Не удалось выделить чистое соединение. Это решение легко узнаваемо, потому что оно имеет газообразный диоксид углерода, выделяющийся из водной среды..

Он имеет молекулярную массу 62,024 г / моль и плотность 1668 г / мл. Углекислота является слабой и нестабильной кислотой, которая частично диссоциирует в воде на ионы водорода (H +) и бикарбонат-ионы (HCO3-), чья pKa составляет 3,6.

Будучи дипротоновой кислотой, она может образовывать соли двух типов: карбонаты и бикарбонаты. Добавление основания к избытку углекислоты дает соли бикарбоната, в то время как добавление основания к углекислоте дает соли карбоната (Национальный центр биотехнологической информации., 2017).

Углекислота не считается токсичной или опасной и присутствует в организме человека. Однако воздействие высоких концентраций может вызвать раздражение глаз и дыхательных путей..

приложений

По словам Мишель Макгуайр в Науки о питании иУглекислота содержится в сброженных продуктах в виде отходов, образующихся в результате бактерий, которые питаются разлагающимися продуктами..

Газовые пузырьки, образующиеся в пище, обычно являются углекислым газом углекислоты и признаком того, что пища бродит. Примерами обычно употребляемых ферментированных продуктов являются соевый соус, суп мисо, квашеная капуста, корейское кимчи, темпе, кефир и йогурт.

Ферментированные зерна и овощи также содержат полезные бактерии, которые могут контролировать потенциально патогенные микроорганизмы в кишечнике и улучшать выработку витаминов B-12 и K.

Углекислота, раствор диоксида углерода или дигидрокарбонат образуются в процессе карбонизации воды. Он отвечает за шипучий аспект безалкогольных и безалкогольных напитков, как указано в словаре пищевой науки и технологии.

Углекислота способствует высокой кислотности соды, но содержание рафинированного сахара и фосфорной кислоты является основной причиной указанной кислотности (DUBOIS, 2016).

Углекислота также используется во многих других областях, таких как фармацевтика, косметика, удобрения, пищевая промышленность, анестетики и т. Д..

важность

Углекислота обычно содержится в водах океанов, морей, озер, рек и дождей, потому что она образуется, когда широко распространенный в атмосфере углекислый газ вступает в контакт с водой..

Он даже присутствует во льду ледников, хотя и в меньших количествах. Углекислота является очень слабой кислотой, хотя со временем она может способствовать эрозии.

Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере привело к образованию большего количества углекислого газа в океанах и, отчасти, является причиной небольшого повышения кислотности океанов за последние сто лет..

Углекислый газ, продукт клеточного метаболизма, содержится в тканях в относительно высоких концентрациях. Он диффундирует в крови и попадает в легкие, которые удаляются выдыхаемым воздухом..

Углекислый газ гораздо более растворим, чем кислород, и легко диффундирует в эритроциты. Реагирует с водой с образованием углекислоты, которая при щелочном рН крови появляется в основном в виде бикарбоната (Robert S. Schwartz, 2016).

Углекислый газ попадает в кровь и ткани, потому что его местное парциальное давление превышает его парциальное давление в крови, которая течет через ткани. Когда диоксид углерода попадает в кровь, он соединяется с водой, образуя углекислоту, которая диссоциирует на ионы водорода (H +) и бикарбонат-ионы (HCO3-)..

Естественное превращение диоксида углерода в углекислоту является относительно медленным процессом. Тем не менее, карбоангидраза, белковый фермент, присутствующий в эритроцитах, катализирует эту реакцию достаточно быстро, чтобы она достигалась всего за доли секунды..

Поскольку фермент присутствует только внутри эритроцитов, бикарбонат накапливается в эритроцитах в гораздо большей степени, чем в плазме..

Способность крови транспортировать углекислый газ в виде бикарбоната усиливается ионной транспортной системой в мембране эритроцитов, которая одновременно вытесняет бикарбонатный ион из клетки в плазму в обмен на хлорид-ион.

Одновременный обмен этими двумя ионами, известный как хлоридный обмен, позволяет использовать плазму в качестве места хранения бикарбоната без изменения электрического заряда плазмы или эритроцитов..

Только 26 процентов от общего содержания углекислого газа в крови существует в виде бикарбоната внутри эритроцитов, в то время как 62 процента присутствует в плазме в виде бикарбоната; однако большинство бикарбонат-ионов сначала образуется внутри клетки, а затем транспортируется в плазму..

Обратная последовательность реакций происходит, когда кровь достигает легких, где парциальное давление углекислого газа ниже, чем в крови. Реакция, катализируемая карбоангидразой, переворачивается в легких, где она превращает бикарбонат обратно в CO2 и позволяет его изгнать (Neil S. Cherniack, 2015).

Источник