碳酸
- 碳酸（英文名：carbonic acid）是一種二元弱酸，化學(xué)式為H 2CO 3，電離常數(shù)都很小。在常溫、常壓下，二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033mol/L，pH為5.6，p K a1=6.37，p K a2=10.32。
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會(huì)使紫色石蕊試液變成梅紅色，碳酸顯酸性，酸可使紫色石蕊變色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結(jié)合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸(H?CO?)--飽和CO?溶液中只有1%的CO2與H2O化合成碳酸。在常溫時(shí)，CO2∶H2CO3為600∶1。碳酸的熱穩(wěn)定性很差。碳酸加熱時(shí)全部分解并放出二氧化碳。碳酸在堿的作用下，能生成酸式碳酸鹽M(HCO3)2和碳酸鹽MCO3〔M代表二價(jià)金屬)。許多金屬的酸式碳酸鹽的溶解度稍大于正鹽，其溶解度和Pco2(二氧化碳分壓)有關(guān)。Pco2大，碳酸鹽溶解于水;Pco2小(或升溫)，析出碳酸鹽，自然界的鐘乳石就是這樣形成的。暫時(shí)硬水加熱軟化就是因?yàn)樯闪颂妓猁}沉淀。所有的酸式碳酸鹽受熱均分解為CO2和相應(yīng)的正鹽。 碳酸是二氧化碳?xì)怏w溶于水而生成的酸。它的酸性很弱，且極為不穩(wěn)定，溫度稍高一些，便會(huì)分解成二氧化碳和水。碳酸和我們的日常生活有著密切的關(guān)系。我們喝的汽水就是一種碳酸飲料。
在制造汽水時(shí)，要在加壓情況下把二氧化碳?xì)怏w溶解在水里，再往汽水里加糖、檸檬酸以及果汁或香精，在加壓下灌入汽水瓶中。當(dāng)我們喝汽水時(shí)，汽水從瓶子里倒出來，外界壓強(qiáng)(指空氣壓強(qiáng)和人體內(nèi)的壓強(qiáng))突然降低，二氧化碳在水中的溶解度隨著壓強(qiáng)降低而變小。于是，喝入體內(nèi)汽水中的二氧化碳便成為氣體從水中逸出，并從口腔中排出，這個(gè)過程會(huì)把人體內(nèi)的熱量帶走，這就是喝汽水感到?jīng)鏊脑颉?/p>
已制備出純碳酸(碳酸晶體)，但條件非?？量?，要保存在絕對(duì)無水的條件下，不然純碳酸會(huì)劇烈分解。
有時(shí)，碳酸也會(huì)給我們?nèi)粘Ｉ顜砺闊?。地面上的二氧化碳?xì)怏w溶于水，生成碳酸。當(dāng)?shù)孛嫠疂B入地下時(shí)，碳酸也被帶到地下，并與地下石灰?guī)r里不溶于水的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶于水的碳酸氫鈣。含有碳酸氫鈣的水稱為"硬水"，因此地下水都屬于"硬水"。江河里的水不含碳酸氫鈣，不是"硬水"(硬水是指有較多鈣離子和鎂離子等金屬陽離子，它們的碳酸鹽是不可溶解于水的)。
有些地方所用的自來水的水源是地下水，在煮開水時(shí)，水中的碳酸氫鈣受熱分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。碳酸鈣是不溶解在水中的沉淀物，它沉積在水壺和鍋爐的壁上，天長日久便成為一層白色的很堅(jiān)硬的物質(zhì)，稱為鍋垢(俗稱水堿)。這層碳酸鈣的導(dǎo)熱性很差，因此燒水時(shí)會(huì)浪費(fèi)燃料。如果鍋爐和管道中的鍋垢太厚，還有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。所以，工業(yè)生產(chǎn)中總是把"硬水"先用化學(xué)方法除去或減少碳酸鈣，使它軟化以后再用。
碳酸酸性極低，其飽和水溶液pH約為5.6，其水溶液顯酸性故可以使指示劑變色（可以使石蕊溶液變紅色）。
結(jié)構(gòu)簡式：HO—CO—OH在CO?溶于水時(shí)形成。
純的碳酸以C(OH)4存在是個(gè)不穩(wěn)定的晶體，遇水劇烈分解。
碳酸是一種二元酸，其電離分為兩步：
H?CO? ? HCO?- H ； Ka1 = 4.2×10-7 mol/L； pKa1 = 6.38(25 °C)
HCO3-? CO32- H ； Ka2 = 5.61×10-11 mol/L； pKa2 = 10.25 (25 °C)
需要注意的是，以上所述值并不適用于實(shí)際估算碳酸的酸性，因?yàn)閱蝹€(gè)碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強(qiáng)。實(shí)際上，碳酸分子只出現(xiàn)在二氧化碳和水的動(dòng)態(tài)平衡中，其濃度比二氧化碳低得多，故酸度實(shí)際上較低。
化學(xué)反應(yīng)
生成和分解
CO2溶于水生成碳酸，方程式為：CO2 H2O?H2CO3
碳酸不穩(wěn)定、易分解，分解生成CO2和H2O，方程式為：H2CO3?H2O CO2↑
兩種情況同時(shí)存在，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，方程式用“?”表示
復(fù)分解反應(yīng)
在實(shí)驗(yàn)室里，二氧化碳常用稀鹽酸與大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸鈣）反應(yīng)來制取。反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示如下：
CaCO3 2HCl = CaCl2 H2CO3（兩種化合物互相交換成分）
碳酸不穩(wěn)定容易分解成二氧化碳和水 H?CO3?H2O CO2↑
總的方程式是：
CaCO? 2HCl=CaCl2 H2O CO2↑ （反應(yīng)有氣體和水生成）
酸性
碳酸是二元弱酸，會(huì)分步電離，有微腐蝕性。
H2CO3?HCO3- H
HCO3-?CO32- H
碳酸顯酸性，會(huì)使紫色石蕊試液變成紅色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結(jié)合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸（H2CO3）——飽和CO2溶液中只有1%的CO2與H2O化合成碳酸。在常溫時(shí)，CO2 ：H2CO3為600 ：1。碳酸的熱穩(wěn)定性很差。碳酸加熱時(shí)全部分解并放出二氧化碳。碳酸在堿的作用下，能生成酸式碳酸鹽M(HCO3)2和碳酸鹽MCO3（M代表二價(jià)金屬）。許多金屬的酸式碳酸鹽的溶解度稍大于正鹽，其溶解度和Pco2（二氧化碳分壓）有關(guān)。Pco2大，碳酸鹽溶解于水；Pco2?。ɑ蛏郎兀?，析出碳酸鹽，自然界的鐘乳石就是這樣形成的。硬水加熱軟化就是因?yàn)樯闪颂妓猁}沉淀。所有的酸式碳酸鹽受熱均分解為CO2和相應(yīng)的正鹽。
已制備出純碳酸（碳酸晶體），但條件非?？量?，要保存在絕對(duì)無水的條件下，不然純碳酸會(huì)劇烈分解。
超細(xì)碳酸鈣的超細(xì)碳酸鈣的優(yōu)點(diǎn)
此外，橡膠用超細(xì)碳酸鈣其吸收油值越高，碳酸鈣對(duì)橡膠的浸潤性和補(bǔ)強(qiáng)性越好，通過應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，在不同晶形的超細(xì)鈣中，以鏈鎖狀超細(xì)碳酸鈣對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果最好。塑料工業(yè)是我國超細(xì)碳酸鈣行業(yè)最大的用戶之一，也是應(yīng)用...
重質(zhì)碳酸鈣鈣粒度是400~2500目之間的高白度精細(xì)粉末，是選用優(yōu)質(zhì)方解石礦石，它具有含量純度高，白度高、粒徑均勻，同時(shí)還具有無臭、無味、無腐蝕、無放射、符合環(huán)保條件等特點(diǎn)。由于重鈣本身具有良好的分散...
我專門研究銫銣。碳酸銫和碳酸鉀有相似性，也有不同點(diǎn)?？茨阕鍪裁戳恕Ｖ饕强茨阕鍪裁戳?。碳酸銫和碳酸鉀是化學(xué)上說的所謂鹽，但是水溶液顯堿性！
有時(shí)，碳酸也會(huì)給我們?nèi)粘Ｉ顜砺闊?。地面上的二氧化碳?xì)怏w溶于水，生成碳酸。當(dāng)?shù)孛嫠疂B入地下時(shí)，碳酸也被帶到地下，并與地下石灰?guī)r里不溶于水的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶于水的碳酸氫鈣。含有碳酸氫鈣的水稱為“硬水”，因此地下水都屬于“硬水”。江河里的水不含碳酸氫鈣，不是“硬水”。
有些地方所用的自來水的水源是地下水，在煮開水時(shí)，水中的碳酸氫鈣受熱分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。碳酸鈣是不溶解在水中的沉淀物，它沉積在水壺和鍋爐的壁上，天長日久便成為一層白色的很堅(jiān)硬的物質(zhì)，稱為鍋垢（俗稱水堿）。這層碳酸鈣的導(dǎo)熱性很差，因此燒水時(shí)會(huì)浪費(fèi)燃料。如果鍋爐和管道中的鍋垢太厚，還有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。所以，工業(yè)生產(chǎn)中總是把“硬水”先用化學(xué)方法除去或減少碳酸鈣，使它軟化以后再用。2100433B
碳酸是有機(jī)物還是無機(jī)物是科學(xué)界爭(zhēng)執(zhí)了很長時(shí)間的話題。由于同一個(gè)碳原子上連接了兩個(gè)羥基，碳酸不穩(wěn)定，更多顯現(xiàn)無機(jī)物的性質(zhì)，定義碳酸為無機(jī)二元弱酸，但碳酸又因含有羧基(-COOH)而能反映一些羧酸的性質(zhì)。如能和醇發(fā)生酯化反應(yīng)，
如:HO-COOH + H-O-C2H5 → HO-COOC2H5 + H2O
HO-COOC2H5 + H-O-C2H5 → C2H5OCOOC2H5 + H2O
因?yàn)樘妓岬膬蓚€(gè)羥基都結(jié)在羰基上，故相當(dāng)于二元羧酸。可以和二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)酯和聚酯。
這些都是有機(jī)酸的性質(zhì)。
科學(xué)家仍然對(duì)碳酸是否是有機(jī)酸爭(zhēng)執(zhí)。有科學(xué)家認(rèn)為如能制得碳酸的濃溶液，那么這種碳酸具有一切二元羧酸的性質(zhì)。
碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)的探究教學(xué)設(shè)計(jì)
碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)的探究教學(xué)設(shè)計(jì)
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. . 碳酸鈉與碳酸氫鈉性質(zhì)的探究 一、教學(xué)內(nèi)容分析 《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 （實(shí)驗(yàn)）指出： “通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主體的多種探究活動(dòng)，使 學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程， 激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣， 強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)， 促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn) 變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。 ”因此，在教學(xué)中必須強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的功能，改變以往的 實(shí)驗(yàn)只是起演示和輔助的作用， 培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實(shí)踐能力、 創(chuàng)新精神、 科學(xué)方法和合作精神。 本單元內(nèi)容在呈現(xiàn)方式上有以下特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)較多，有利于引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 Na2CO3、 NaHCO 3 的性質(zhì)我將采用了科學(xué)探究的形式讓學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)完成這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。 “讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程， 學(xué)會(huì)科學(xué)探究的一般方法”， 并且將科學(xué)精神和人文精神自 然的融入教學(xué)當(dāng)中。 充分發(fā)揮學(xué)生課堂主體地位， 又可充分發(fā)掘教師的主導(dǎo)作用， 這樣更能 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和情感。 二、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
條件特性
生成條件：氫氧化鋁中存在少量碳酸鋁,用易溶鋁鹽和碳酸鹽反應(yīng),瞬間內(nèi)生成碳酸鋁,但瞬間又水解成氫氧化鋁.
碳酸鋁水解：2Al3 3CO32- 3H2O=2Al(OH)3↓ 3CO2↑
生成后的碳酸鋁立即與水反應(yīng)生成氫氧化鋁Al(OH)3和二氧化碳CO2
這是因?yàn)樯傻奶妓徜X中，鋁、碳、氧之間的化學(xué)鍵（氧鍵）太弱〔比氫氧化銀還弱〕，所以遇水就立即水解生成氫氧化鋁Al(OH)3和二氧化碳CO2。方程式Al2(CO3)3 3H2O= 2Al(OH)3↓ 3CO2↑
溶液中鋁離子遇到碳酸根離子就會(huì)雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，所以在溶液中是得不到碳酸鋁的
還有碳酸鐵以及碳酸銅的水解和碳酸鋁相似，而碳酸鎂就需加熱水解。
碳酸鈥是一種無機(jī)化合物，化學(xué)式為Ho2(CO3)3。
碳酸鹽和酸式碳酸鹽大多數(shù)為無色的。堿金屬和銨的碳酸鹽易溶于水，其他金屬的碳酸鹽都難溶于水。碳酸氫鈉在水中的溶解度較小，其他酸式碳酸鹽都易溶于水。堿式碳酸鹽一般難溶于水。
關(guān)于碳酸鹽在水中的溶解性，一般來說，碳酸鹽難溶的金屬，碳酸氫鹽溶解度相對(duì)較大;而碳酸鹽易溶的金屬，碳酸氫鹽的溶解度則明顯減小。普遍認(rèn)為是HCO3-離子在溶液中形成了氫鍵相互締合，使溶解度減小的緣故。可溶性碳酸鹽在水溶液中都會(huì)水解，使溶液呈堿性。如0.1Μ碳酸鈉溶液的pH為11.6,其溶液中存在分步水解平衡:
其中第一步水解是主要的。對(duì)于堿金屬的酸式碳酸鹽來說，第二步是主要的，但水解程度遠(yuǎn)小于第一步。另外，HCO婣還要電離。因而0.1Μ碳酸氫鈉水溶液呈弱堿性,pH為8.3。
難溶于水的碳酸鹽都能溶于稀的強(qiáng)酸、乙酸或二氧化碳的飽和溶液中，例如: 碳酸鹽在加熱時(shí)都會(huì)分解成金屬氧化物并放出二氧化碳，此反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)。(對(duì)于碳酸銀，加熱后由于Ag2O不穩(wěn)定，即分解為單質(zhì)銀和氧氣。)不同碳酸鹽的熱穩(wěn)定性差異很大。其中堿金屬和堿土金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性較高,必須灼燒至高溫才分解;而有些金屬的碳酸鹽的熱穩(wěn)性較低,加熱到100℃左右就分解，如碳酸鈹?shù)?有的碳酸鹽在常溫下就可以分解,如碳酸汞。酸式碳酸鹽的熱穩(wěn)定性比相同金屬的碳酸鹽低得多。例如碳酸鈉,要851℃以上才開始分解，而碳酸氫鈉在270℃左右就明顯分解:
酸式碳酸鹽的溶液在常溫下會(huì)緩慢放出CO2而分解。
碳酸鋁簡介
