Русская Википедия:Карбонаты
Шаблон:Значения Шаблон:Не путать
Карбона́ты — соли угольной кислоты (H2CO3). Неорганические карбонаты подразделяются на средние, или просто карбонаты, содержащие анион СО32−, и кислые (гидрокарбонаты или бикарбонаты), содержащие анион НСО3−[1].
Свойства
Почти все карбонаты — бесцветные вещества[2]. За исключением карбонатов щелочных металлов, они неустойчивы к нагреванию — разлагаются ещё до плавления. Карбонаты двухвалентных ртути и меди, а также многих трёхвалентных металлов не существуют при нормальных условиях[3].
Растворимость
Из средних карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов, аммония и одновалентного таллия. Хуже всего растворимы карбонаты кальция, бария, стронция и свинца. Все гидрокарбонаты, наоборот, хорошо растворимы в воде[1].
Как правило, карбонаты не образуют кристаллогидратов (исключение — карбонаты натрия и некоторых редких элементов)[3].
Поскольку угольная кислота относится к слабым кислотам, растворы её солей вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию, более сильную у карбонатов и более слабую у гидрокарбонатов.
Химические свойства
При нагревании гидрокарбонаты переходят в карбонаты:
- <chem>2NaHCO3 ->[100^\circ\text{C}] Na2CO3{} + H2O{} + CO2</chem>
При сильном нагревании (чем активнее металл, тем выше требуемая температура[1]) все карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ:
- <chem>Na2CO3 ->[1000^\circ\text{C}] Na2O{} + CO2</chem>
- <chem>CaCO3 ->[800^\circ\text{C}] CaO{} + CO2</chem>
Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (включая такие слабые, как уксусная) с выделением углекислого газа, эти реакции являются качественными реакциями на наличие карбонатов[4]:
- <chem>Na2CO3 + 2 HCl -> 2 NaCl + H2O + CO2 ^</chem>
- <chem>NaHCO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2 ^</chem>
Под действием растворённого в воде углекислого газа нерастворимые карбонаты переходят в раствор, превращаясь в гидрокарбонаты (эти процессы протекают в природе и вызывают жёсткость воды)[1]:
- <chem>CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2</chem>
- <chem>FeCO3 + H2O + CO2 -> Fe(HCO3)2</chem>
Получение
Некоторые малорастворимые в воде карбонаты могут быть получены при помощи реакций ионного обмена:
- <chem>CaCl2 + Na2CO3 -> 2NaCl + CaCO3v</chem>
Это возможно только для тех металлов, карбонаты которых растворяются в воде хуже, чем гидроксиды, а именно кальция, стронция, лантаноидов, одновалентного серебра, двухвалентных свинца, марганца и кадмия. Ионы других металлов дают основные соли или гидроксиды[1].
Распространение в природе
Шаблон:Main Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО3, доломит CaMg(CO3)2, магнезит MgCO3, сидерит FeCO3, витерит ВаСО3, баритокальцит BaCa(CO3)2 и другие. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, малахит CuCO3·Cu(ОН)2.
Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в минеральных водах, а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме атмосферных осадков и ледников. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую временную жёсткость воды. При сильном нагревании воды (выше +60 Шаблон:Градус Цельсия) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, бойлеров, труб, запорной арматуры и так далее, образуя накипь.
Применение
Карбонаты кальция, магния, бария и другие применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле. Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь составной частью буферных систем крови, поддерживающих постоянство её рН.
Природные карбонаты свинца, цинка, марганца — ценные руды, из которых получают металлы[5].
Примеры
Неорганические карбонаты
- Гидрокарбонат магния-калия
- Гидрокарбонат никеля(II)
- Гидрокарбонат тринатрия
- Карбонат калия-натрия
- Карбонат кальция-калия
- Карбонат магния-кальция
- Пероксогидрокарбонат калия
- Пероксодикарбонат калия
- Тиокарбонат калия
Органические карбонаты
Сложные эфиры угольной кислоты (не путать со сложными эфирами карбоновых кислот). Средние ациклические карбонаты — бесцветные жидкости с эфирным запахом; не растворимы или труднорастворимы в воде, этаноле, диэтиламине, аммиаке, растворяются в эфире, ацетоне, бутиламине, бензиламине; образуют азеотропные смеси с водой, спиртами, тетрахлорметаном, этиленхлоргидрином, гексаном, циклогексаном. Циклические — жидкие или легкоплавкие твёрдые вещества; растворяются в воде, смешиваются с ароматическими углеводородами, спиртами, карбоновыми кислотами, ацетоном, хлороформом; не растворимы в алифатических углеводородах, сероводороде; образуют азеотропные смеси с гликолями. Наиболее употребителен диметилкарбонат (см. Карбонилирование)[6].
Карбонат и карбонад
Встречается ошибочное употребление слова «карбонат» в значении «карбонад», то есть подразумевая мясное блюдо, представляющее собой запечённый или зажаренный кусок свинины. Например, такую ошибку допускает лирический герой песни В. С. Высоцкого: «Любим мы кабанье мясо в карбонате»[7]).
Литература
Примечания
Шаблон:Оксиды углерода Шаблон:ВС
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>
; для сносокХЭ
не указан текст - ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>
; для сносокNekrasov
не указан текст - ↑ 3,0 3,1 Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>
; для сносокКХЭ
не указан текст - ↑ Шаблон:Книга
- ↑ Шаблон:Из КНЭ
- ↑ Шаблон:Книга
- ↑ Текст песни Высоцкого «Охота на кабанов» в ряде печатных изданий — Google Books