Угольная кислота – двухосновная кислородосодержащая кислота, очень слабая, может существовать только в разбавленных водных растворах, легко разлагается, при кипячении – полностью.
Угольную кислоту получают растворением оксида углерода (IV) в воде. Т.к. кислота очень непрочное соединение, то эта реакция обратима:
CO2 + H2O 
H2CO3
Структурная формула: Электронная формула:
H — O Н: О
C = O С :: О:
H — O Н: О
Химические свойства.
1. общие с другими кислотами:
а) реагирует с активными металлами:
H2CO3 + Mg = MgCO3 + H2
б) реагирует с основными оксидами:
H2CO3 + CaO = CaCO3 + H2O
в) реагирует с основаниями:
H2CO3 + 2NaOH = Na2CO3 + 2 H2O
при избытке кислоты образуется кислая соль:
H2CO3 + NaOH = NaHCO3 + H2O
г) Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3 + Na2CO3
2. специфические:
а) очень нестойкая: H2CO3 = H2O + CO2 (соединения, у которых две гидроксогруппы находятся при одном атоме углерода являются нестойкими).
б) слабый электролит, ее молекулы незначительно диссоциируют на ионы (по второй ступени диссоциирует незначительно):
H2CO3 H + + HCO3 -
HCO3 - H + + CO32-
Растворы угольной кислоты изменяют окраску индикаторов.
Соли угольной кислоты.
Угольная кислота как двухосновная образует два ряда солей — карбонаты и гидрокарбонаты.
Карбонаты щелочных металлов (кроме лития) и аммония растворимы. Большинство гидрокарбонатов так же растворимы в воде.
Из солей угольной кислоты в природе наиболее распространен карбонат кальция CaCO3 (в виде известняка, мела, мрамора). CaCO3 нерастворим в воде.
Наибольшее практическое значение имеют следующие соли угольной кислоты.
Na2CO3 — карбонат натрия, кальцинированная, техническая, стиральная сода (углекислая сода). Применяется в стекольной, целлюлозно-бумажной, нефтяной, мыловаренной, текстильной промышленности, для производства красителей, понижения жёсткости воды. Это белый порошок, хорошо растворимый в воде. Из водного раствора кристаллизуется в виде кристаллогидрата Na2CO3 .10H2O - кристаллической соды.
При прокаливании образуется безводная, или кальцинированная, сода Na2CO3. Из кальцинированной соды получают кристаллическую и питьевую соды.
NaHCO3 — гидрокарбонат натрия, питьевая сода, пищевая сода, медицинская, двууглекислая сода). Это белый порошок, малорастворимый в воде. При нагревании (до1000 С) легко разлагается: t
2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2О + CO2
Питьевая сода применяется в медицине при болезнях, связанных с нарушением кислотно-основного равновесия(принимается внутрь), для производства минеральных вод и снаряжения огнетушителей, в хлебопечении.
Карбонат натрия и гидрокарбонат натрия встречаются в содовых озёрах Кулундийской степи в виде троны. Трона - Na2CO3 . NaHCO3 . 2H2O
K2CO3 — карбонат калия, или поташ, белый порошок, хорошо растворимый в воде. Содержится в золе растений. Применяется в производстве мыла, при изготовлении тугоплавкого стекла, в фотографии.
Получение:
Cоли угольной кислоты могут быть получены или действием диоксида углерода на щелочи, или путем обменных реакций между растворимыми солями угольной кислоты и солями других кислот:
NaOH + CO2 = NaHCO3
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
2 KOH + CO2 = K2CO3 + H2O
BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3 + 2 NaCl
В настоящее время кальцинированную соду Na2CO3 получают аммиачно-хлоридным способом – способ Сольве: Концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, затем пропускают в него под давлением углекислый газ.
NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3 — гидрокарбонат аммония
NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4Cl
Или суммарное уравнение:
NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl
Гидрокарбонат натрия плохо растворим в холодной воде, поэтому из растворов выделяют фильтрованием. Гидрокарбонат прокаливают и получают кальцинированную соду:
t
NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O
Хлорид аммония вновь используют для получения аммиака. Этот процесс называют кальцинированием: 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
Аммиак вновь подаётся в реакцию.
Для получения чистой питьевой соды раствор карбоната натрия насыщают углекислым газом.
Раньше соду получали сульфатным способом Леблана:
t
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl
крист. конц.
t
Na2SO4 + 4C = Na2S + 4CO
t
Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS
t
Суммарное уравнение: Na2SO4 + CaCO3 + 4C = Na2CO3 + CaS + 4CO
Химические свойства солей:
1. вступают в реакцию обмена с другими солями:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaCl
2. при нагревании все карбонаты, кроме солей щелочных металлов, разлагаются с выделением CO2:
t
CaCO3 = CaO + CO2
t
MgCO3 = MgO + CO2
3. гидрокарбонаты превращаются в карбонаты при нагревании:
t
2 NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O
t
Mg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O
или под действием щелочей:
NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
4. карбонаты в водном растворе в присутствии углекислого газа превращаются в гидрокарбонаты:
MgCO3 + H2O + CO2 = Mg(HCO3)2
5. под действием сильных кислот наблюдается характерное “вскипание” из-за бурного выделения оксида углерода (IV) — это качественная реакция на карбонат-ион:
 |
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + H2O + CO2
CO3 2- + 2 H + = H2O + CO2
KHCO3 + HCl = KCl + H2O + CO2
6. Растворы карбонатов вследствие гидролиза обладают щелочной реакцией:
CO32- + HOH HCO3 - + OH-
2 Na+ + CO32- + HOH Na+ + HCO3 - + Na+ + OH-
Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH
Дата добавления: 2015-07-19; просмотров: 40 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Избрание председателя Совета многоквартирного дома из числа избранных членов Совета многоквартирного дома. | | | Глава 1. Удивлен голосом Божьим |