Оксид углерода (IV), угольная кислота, карбонаты

КарбонатыОксид углерода (IV), или углекислый газ CO2 — газообразное вещество, без цвета и запаха, ограниченно растворимо в воде.

CO2 — типичный кислотный оксид, ангидрид угольной кислоты. При взаимодействии с основными оксидами и щелочами образует карбонаты и гидрокарбонаты:

CO2 + CaO = CaCO3

CO2(избыток) + NaOH = NaHCO3

CO2 + 2NaOH(избыток) = Na2CO3 + H2O

Качественная реакция на углекислый газ — взаимодействие с известковой водой — прозрачным раствором гидроксида кальция. Признаком реакции является помутнение известковой воды, вызванное образованием нерастворимого карбоната кальция:

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3? + H2O

Углекислый газ в промышленности получают разложением природных карбонатов — обжиг известняка:

CaCO3 = CaO + CO2?

В лаборатории углекислый газ получают действием сильных кислот, например соляной кислоты, на карбонаты:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2? + H2O

При растворении углекислого газа в воде образуется нестойкая слабая двухосновная угольная кислота H2CO3:

CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3 = 2H+ +CO32–

Средние соли угольной кислоты — карбонаты (Na2CO3, CaCO3), кислые соли — гидрокарбонаты (NaHCO3, Ca(HCO3)2).

 

Под действием угольной кислоты средние карбонаты превращаются в киcлые:

CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

При нагревании гидрокарбонаты разлагаются:

Ca(HCO3)2 = CaCO3? + H2O + CO2?

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2?

Качественная реакция на карбонаты и гидрокарбонаты — реакция с сильными кислотами, в результате которой наблюдается бурное выделение углекислого газа:

NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2? + H2O