Угольная кислота. Получение угольной кислоты.
Получение угольной кислоты.
При растворении углекислого газа образуется угольная кислота, причем в растворе присутствует равновесие:
В природе не встречается, очень неустойчива и легко распадается.
Угольная кислота двухосновная и образует 2 типа солей: кислые (гидрокарбонаты) и средние (карбонаты).
Качественная реакция на присутствие H2CO3: воздействие сильных кислот на соли H2CO3, в результате чего улетучивается СО2:
При пропускании углекислого газа через известковую воду выпадает белый осадок:
Только карбонаты щелочных металлов и аммония, а также гидрокарбонаты, растворимы в воде.
Если через выпавший осадок пропустить углекислый газ, то из нерастворимого карбоната образуется растворимый гидрокарбонат:
Гидрокарбонаты при температуре разлагаются на СО3 2- , Н2О и газ:
Карбонаты (кроме щелочных металлов) при темпеатуре распадаются:
Основное значение из всех солей имеет сода, из которой получают различные кристаллогидраты: Na2CO3·10H2O (наиболее устойчив, называется кристаллической содой), Na2CO3·7H2O, Na2CO3·H2O.
Угольная кислота и ее соли
Угольная кислота и её соли. Значение и применение карбонатов. Переход карбонатов в гидрокарбонаты и обратно. Распознавание карбонат-иона.
H 2 CO 3
Угольная кислота слабая, существует только в водном растворе: CO 2 + H 2 O « H 2 CO 3
1) Диссоциация – двухосновная кислота, диссоциирует слабо в две ступени, индикатор — лакмус краснеет в водном растворе:
H 2 CO 3 « H + + HCO 3 —
HCO 3 — « H + + CO 3 2-
Характерны все свойства кислот.
Угольная кислота образует соли двух типов:
средние соли — карбонаты (СO 3 2- ) Na 2СO 3, (NH 4) 2CO 3
кислые соли — бикарбонаты, гидрокарбонаты (HCO 3 — ) NaHCO 3 , Ca(HCO 3) 2
Карбонаты в природе
CaCO 3 карбонат кальция (мел, мрамор, известняк)
Na 2CO 3 – сода, кальцинированная сода
K 2CO 3(поташ, в золе растений)
Na 2CO 3 x 10H 2O – кристаллическая сода
Физические свойства карбонатов:
Все карбонаты – твёрдые кристаллические вещества. Большинство из них в воде не растворяются. Гидрокарбонаты растворяются в воде.
Химические свойства солей угольной кислоты:
Общие свойства солей:
1) Вступают в реакции обмена с другими растворимыми солями
Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl
2) Разложение гидрокарбонатов при нагревании
NaHCO 3 t˚C → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ↑
3) Разложение нерастворимых карбонатов при нагревании
CaCO 3 t˚C → CaO+ CO 2 ↑
4) Карбонаты и гидрокарбонаты могут превращаться друг в друга:
Превращение гидрокарбонатов в карбонаты
Са(HCO 3 ) 2 + Са(OH) 2 = СаCO 3 +H 2 O
Me(HCO 3 ) n t˚C = MeCO 3 ↓+H 2 O+CO 2 ↑
Превращение карбонатов в гидрокарбонаты
СаCO 3 +H 2 O+CO 2 = Са(HCO 3 ) 2
Специфические свойства солей угольной кислоты:
Качественная реакция на CO 3 2- карбонат – ион «вскипание» при действии сильной кислоты:
Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2 ↑
Задания для самостоятельной работы:
1. Осуществите превращения
2) Ca → CaC 2→ Ca(OH) 2→ CaCO 3→ CO 2→ C
4) CaCO 3 → CO 2 → NaHCO 3 → Na 2CO 3
2. Решите задачу
Вычислите объём углекислого газа, который выделится при обжиге карбоната кальция массой 150 г (н.у.)
Угольная кислота и её соли — получение и применение
Угольная кислота появляется в результате разложения углекислого газа в водной среде. Этим веществом искусственно насыщают минеральные воды. Формула угольной кислоты Н2СО3. Поэтому при открытии бутылки с газированной водой, можно увидеть активные пузырьки. Основное получение угольной кислоты происходит в воде.
Уравнение
СО2 (г) + Н2О СО2 • Н2О (раствор) Н2СО3 Н+ + HCO3- 2H+ + CO32-.
Сама по себе угольная кислота представляет слабое непрочное соединение, которое невозможно выделить в свободном состоянии из воды.
Структурная формула
Но стоит отметить тот факт, что во время разложения гидрокарбоната аммония, формируются устойчивые соединения угольной кислоты. Такие крепкие химические связи образуются только в период, когда гидрокарбонат аммония вступает в газовую фазу реакции.
Вещество является интересным объектом для изучения. Его изучают австралийские ученые уже более 6 лет. В безводном состоянии эта кислота напоминает прозрачные кристаллы, которые имеют высокую стойкость к низким температурам, но при нагревании кристаллы угольной кислоты начинают разлагаться.
Данное вещество считается слабым по своей структуре, но в тоже время, угольная кислота является сильнее борной. Весь секрет заключается в количестве атомов водорода. В составе угольной кислоты имеется два атома водорода, поэтому она считается двухосновной, а борная кислота — одноосновная.
Особенности солей угольной кислоты
Эта кислота считается двухосновной, поэтому может создавать соли двух видов:
- • карбонаты угольной кислоты – средние соли,
- • гидрокарбонаты – кислые соли.
Карбонатами угольной кислоты могут выступать в соединения: Na2СO3,(NH4)2CO3. Они не способны растворятся в водной среде. Кислые соли этого вещества включают в себя: бикарбонаты NaHCO3 , Ca(HCO3)2. Для получения гидрокарбонатов производят реакцию, в которой основными веществами являются: угольная кислота и натрий.
Соли угольной кислоты помогли человечеству в строительстве, медицине и даже кулинарии. Потому что они встречаются в составе:
- • мела,
- • пищевой, кальцинированной и кристаллической соды,
- • известняковой породы,
- • мраморного камня,
- • поташа.
Гидрокарбонаты и карбонаты кислоты могут вступать в реакции с кислотами, во время этих реакции возможно выделение углекислого газа. Также эти вещества могут быть взаимозаменяемыми, они способны разлагаться под воздействием температуры.
Реакции угольной кислоты:
2NaHCO3 → Na2CO3 +H2O +CO2
Na2CO3 + H2O + CO2 →2NaHCO3
Химические свойства
Данная кислота по своей структуре способна входить в реакции со многими веществами.
Свойства угольной кислоты раскрываются в реакциях:
- • диссоциации,
- • с металлами,
- • с основаниями,
- • с основными оксидами.
Na2O + CO2 → Na2CO3
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
NaOH + CO2 → NaHCO3
Угольная кислота представляет собой слабый электролит, так как слабая летучая кислота не может выступать в роли мощного электролита в отличие от, например, соляной кислоты. Этот факт можно увидеть в результате добавление лакмуса в раствор угольной кислоты. Изменение цвета будет незначительным. Поэтому можно утверждать, что угольная кислота может поддерживать 1 уровень диссоциации.
Применение
Данное вещество можно увидеть в составе газированных вод. Но соли угольной кислоты широко применяют:
- • для строительной сферы,
- • в процессе производства стекла,
- • в процессе производства моющих и чистящих средств,
- • производства бумаги,
- • для некоторых подкормок и удобрений для растений,
- • в медицине.
Отечественный и мировой рынок предлагает в продаже различные препараты и химические вещества, в состав которых входит угольная кислота:
- • мочевина или карбамид,
- • литиевая соль угольной кислоты,
- • углекислый кальций (мел),
- • кальцинированная сода (натрий углекислый) и т.д.
Карбамид используют в качестве удобрения для плодовых и декоративных растений. Его средняя цена составляет 30-40 рублей за 1 кг. Фасуют готовую продукцию в полиэтиленовые пакеты и мешки, весом 1, 5,25,50 кг.
Литиевую соль угольной кислоты используют в составе керамических изделий, ситаллов. Этот материал используется для производства камер сгорания для реактивных двигателей, его добавляют в глазури, эмали, грунтовки для различных металлов. Литиевую соль добавляют в грунтовки для обработки алюминия, чугуна и стали.
Это химическое вещество добавляют в процессе стекловарения. Стекла, в состав которых была добавлена литиевая соль, имеют повышенную проницаемость светлового потока. Иногда литиевую соль угольной кислоты используют в процессе производства пиротехники.
Производители
Средняя цена 1 кг такого вещества в России составляет 3900-4000 рублей. Главным заводом-изготовителем этого вещества считается московский завод ООО Компонент-Реактив. Также литиевую соль угольной кислоты производят в компаниях: ООО КурскХимПром, ООО ВитаХим, ООО Русхим, ЗАО Химпэк.
Мел производится для технических и кормовых целей. Средняя цена кормового мела составляет 1800 рублей за 1 тонну. Фасуется в основном по 50 кг, 32 кг. Производители: ООО Меловик, ООО МТ Ресурс, ООО Зооветснаб, ООО Агрохиминвест.
Кальцинированная сода применяется для стирки, удаления пятен и отбеливания. Средняя цена на этот продукт на розничном рынке варьируется в пределах 16-30 рублей за 1 кг. Производители: ООО Новэра, ЗАО ХимРеактив, ООО ХимПлюс, ООО СпецБурТехнологии, ООО СпецКомплект и др.
http://www.sites.google.com/site/abrosimovachemy/materialy-v-pomos-ucenikam/distancionnoe-obucenie/9-klass/ugolnaa-kislota-i-ee-soli
http://promplace.ru/himicheskie-soedineniya-staty/ugolnaya-kislota-2286.htm