www.wikidata.uk-ua.nina.az

Карбонатна кислота Карбона тна кислота також ву гільна вуглецева кислота вуглекислота слабка двоосновна кислота з хімічн

Карбонатна кислота

Карбона́тна кислота́, також ву́гільна, вуглецева кислота́ (вуглекислота) — слабка двоосновна кислота з хімічною формулою H2CO3. У чистому вигляді нестійка. Утворюється в малих кількостях при розчиненні вуглекислого газу у воді, в тому числі і вуглекислого газу з повітря. Утворює ряд стійких неорганічних та органічних похідних: солі (карбонати та гідрокарбонати), естери, аміди та ін

Карбонатна кислота
Структурна формула
Кулестрижнева модель
Назва за IUPAC Карбонатна кислота
Інші назви Вугільна кислота; дигідрогенкарбонат; гідроксиметанова кислота
Ідентифікатори
Номер CAS 463-79-6
Номер EINECS 610-295-3
KEGG C01353
ChEBI 28976
SMILES O=C(O)O
InChI 1/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4)
Номер Гмеліна 25554
Властивості
Молекулярна формула H2CO3
Молярна маса 62,03 г/моль
Розчинність (вода) Існує лише в розчині
Кислотність (pKa) 6,367 (pKa1), 10,329 (pKa2)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Фізичні властивості

Молекула вугільної кислоти має плоску будову. Центральний вуглецевий атом має sp²-гібридизацію. У гідрокарбонат- карбонат-аніонів відбувається делокалізація π-зв'язку. Довжина зв'язку C—O в карбонат-іоні становить 129 пм.

Хімічні властивості

Рівновага у водних розчинах та кислотність

Вугільна кислота існує у водних розчинах в стані рівноваги з гідратом діоксиду вуглецю:

Швидкість прямої реакції 0,039 з−1, зворотної — 23 з−1.

У свою чергу розчинений гідрат діоксиду вуглецю знаходиться в рівновазі з газоподібним діоксидом вуглецю:

Дана рівновагу при підвищенні температури зсувається вправо, а при підвищенні тиску — вліво (докладніше див. Абсорбція газів).

Вугільна кислота піддається оборотньому гідролізу, створюючи при цьому кисле середовище:

Однак, для практичних розрахунків частіше використовують уявну константу кислотності, що враховує рівновагу вугільної кислоти з гідратом діоксиду вуглецю:

гідрокарбонат-іон піддається подальшому гідролізу по реакції

Таким чином, в розчинах, що містять вугільну кислоту, створюється складна рівноважна система, яку можна зобразити у загальному вигляді таким чином:

Значення pH в такій системі, яке відповідає насиченому розчину діоксиду вуглецю в воді при 25 °C і тиску 760 мм рт. ст., можна розрахувати по формулі:

Розкладання

При збовтуванні, підвищенні температури розчину і/або пониженні парціального тиску діоксиду вуглецю рівновагу в системі зміщується вліво, що призводить до розкладання частини вугільної кислоти на воду і діоксид вуглецю. При кипінні розчину вугільна кислота розкладається повністю:

Взаємодія з основами та солями

Вугільна кислота вступає в реакції нейтралізації з розчинами основ, утворюючи середні та кислі солі (хімія) — карбонати та гідрокарбонати відповідно:

При взаємодії вугільної кислоти з карбонатами утворюються гідрокарбонати:

Отримання

Вугільна кислота утворюється при розчиненні у воді діоксиду вуглецю:

Вміст вугільної кислоти в розчині збільшується при зниженні температури розчину та збільшенні тиску вуглекислого газу.

Також вугільна кислота утворюється при взаємодії її солей (карбонатів та гідрокарбонатів) з більш сильною кислотою. При цьому велика частина утворилася вугільної кислоти, як правило, розкладається на воду і діоксид вуглецю:

Застосування

Вугільна кислота завжди присутня у водних розчинах вуглекислого газу (див. Газована вода).

В біохімії використовується властивість рівноважної системи змінювати тиск газу пропорційно зміні змісту іонів оксонію[en] (кислотності) при постійній температурі. Це дозволяє реєструвати в реальному часі хід ферментативних реакцій, що протікають із зміною pH розчину.

Органічні похідні

Вугільну кислоту формально можна розглядати як карбонову кислоту з гідроксильною групою замість вуглеводневої залишку. У цій якості вона може утворювати всі похідні, характерні для карбонових кислот.

Деякі представники подібних сполук перераховані в таблиці.

Клас сполук Приклад сполук
Естери полікарбонат
Хлороангідриди фосген
Аміди сечовина
Нітрили ціанові кислоти
Ангідриди піровуглецева кислота

Див. також

Примітки

  1. Вугільна кислота тепер виявлена ​​і в газовій фазі — пора знову переписувати підручники[недоступне посилання з липня 2019]
  2. Нейланд О. Я. Органічна хімія. — М. : Вища школа, 1990. — С. 640 — 652. — ISBN 5-06-001471-1.

Література

  • Функціональні похідні карбонових та вугільної кислот : Навч. посіб. для студ. хім. спец. ун-тів / М. І. Ганущак, В. В. Карп'як; Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка. - Л., 2002. - 292 c. - Бібліогр.: 25 назв.
  • Лидин Р. А., Молочко В. А., Андрєєва Л. Л. Реакции неорганических соединений: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Дрофа, 2007. — 637 с. — ISBN 978-5-358-01303-2. (рос.)
  • Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических соединений: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Дрофа, 2006. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5. (рос.)


Це незавершена стаття про неорганічну сполуку.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Karbona tna kislota takozh vu gilna vugleceva kislota vuglekislota slabka dvoosnovna kislota z himichnoyu formuloyu H2CO3 U chistomu viglyadi nestijka 1 Utvoryuyetsya v malih kilkostyah pri rozchinenni vuglekislogo gazu u vodi v tomu chisli i vuglekislogo gazu z povitrya Utvoryuye ryad stijkih neorganichnih ta organichnih pohidnih soli karbonati ta gidrokarbonati esteri amidi ta inKarbonatna kislotaStrukturna formula Kulestrizhneva modelNazva za IUPAC Karbonatna kislotaInshi nazvi Vugilna kislota digidrogenkarbonat gidroksimetanova kislotaIdentifikatoriNomer CAS 463 79 6Nomer EINECS 610 295 3KEGG C01353ChEBI 28976SMILES O C O OInChI 1 CH2O3 c2 1 3 4 h H2 2 3 4 Nomer Gmelina 25554VlastivostiMolekulyarna formula H2CO3Molyarna masa 62 03 g molRozchinnist voda Isnuye lishe v rozchiniKislotnist pKa 6 367 pKa1 10 329 pKa2 Yaksho ne zaznacheno inshe dani navedeno dlya rechovin u standartnomu stani za 25 C 100 kPa Instrukciya z vikoristannya shablonuPrimitki kartki Zmist 1 Fizichni vlastivosti 2 Himichni vlastivosti 2 1 Rivnovaga u vodnih rozchinah ta kislotnist 2 2 Rozkladannya 2 3 Vzayemodiya z osnovami ta solyami 3 Otrimannya 4 Zastosuvannya 5 Organichni pohidni 6 Div takozh 7 Primitki 8 LiteraturaFizichni vlastivosti RedaguvatiMolekula vugilnoyi kisloti maye plosku budovu Centralnij vuglecevij atom maye sp gibridizaciyu U gidrokarbonat karbonat anioniv vidbuvayetsya delokalizaciya p zv yazku Dovzhina zv yazku C O v karbonat ioni stanovit 129 pm Himichni vlastivosti RedaguvatiRivnovaga u vodnih rozchinah ta kislotnist Redaguvati Vugilna kislota isnuye u vodnih rozchinah v stani rivnovagi z gidratom dioksidu vuglecyu C O 2 H 2 O p H 2 C O 3 p displaystyle mathrm CO 2 cdot H 2 O p rightleftarrows H 2 CO 3 p konstanta rivnovagi pri 25 C K p H 2 C O 3 C O 2 H 2 O 1 70 10 3 displaystyle K p frac mathrm H 2 CO 3 mathrm CO 2 cdot H 2 O 1 70 cdot 10 3 Shvidkist pryamoyi reakciyi 0 039 z 1 zvorotnoyi 23 z 1 U svoyu chergu rozchinenij gidrat dioksidu vuglecyu znahoditsya v rivnovazi z gazopodibnim dioksidom vuglecyu C O 2 H 2 O p C O 2 H 2 O displaystyle mathrm CO 2 cdot H 2 O p rightleftarrows CO 2 uparrow H 2 O Dana rivnovagu pri pidvishenni temperaturi zsuvayetsya vpravo a pri pidvishenni tisku vlivo dokladnishe div Absorbciya gaziv Vugilna kislota piddayetsya oborotnomu gidrolizu stvoryuyuchi pri comu kisle seredovishe H 2 C O 3 H 2 O H C O 3 H 3 O displaystyle mathrm H 2 CO 3 H 2 O rightleftarrows HCO 3 H 3 O konstanta kislotnoyi disociaciyi pri 25 C K a 1 H C O 3 H 3 O H 2 C O 3 2 5 10 4 displaystyle K a1 frac mathrm HCO 3 cdot H 3 O mathrm H 2 CO 3 2 5 cdot 10 4 Odnak dlya praktichnih rozrahunkiv chastishe vikoristovuyut uyavnu konstantu kislotnosti sho vrahovuye rivnovagu vugilnoyi kisloti z gidratom dioksidu vuglecyu K a H C O 3 H 3 O C O 2 H 2 O 4 27 10 7 displaystyle K a frac mathrm HCO 3 cdot H 3 O mathrm CO 2 cdot H 2 O 4 27 cdot 10 7 gidrokarbonat ion piddayetsya podalshomu gidrolizu po reakciyi H C O 3 H 2 O C O 3 2 H 3 O displaystyle mathrm HCO 3 H 2 O rightleftarrows CO 3 2 H 3 O konstanta kislotnosti pri 25 C K a 2 C O 3 2 H 3 O H C O 3 4 68 10 11 displaystyle K a2 frac mathrm CO 3 2 cdot H 3 O mathrm HCO 3 4 68 cdot 10 11 Takim chinom v rozchinah sho mistyat vugilnu kislotu stvoryuyetsya skladna rivnovazhna sistema yaku mozhna zobraziti u zagalnomu viglyadi takim chinom C O 2 H 2 O C O 2 H 2 O H 2 C O 3 H H C O 3 H C O 3 2 displaystyle mathrm CO 2 uparrow stackrel H 2 O rightleftarrows CO 2 cdot H 2 O rightleftarrows H 2 CO 3 stackrel H rightleftarrows HCO 3 stackrel H rightleftarrows CO 3 2 Znachennya pH v takij sistemi yake vidpovidaye nasichenomu rozchinu dioksidu vuglecyu v vodi pri 25 C i tisku 760 mm rt st mozhna rozrahuvati po formuli p H 1 2 lg K a L 3 9 displaystyle mathrm pH approx frac 1 2 lg K a cdot L 3 9 gde L 0 034 mol l rozchinnist CO2 v vodi pri vkazanih umovah Rozkladannya Redaguvati Pri zbovtuvanni pidvishenni temperaturi rozchinu i abo ponizhenni parcialnogo tisku dioksidu vuglecyu rivnovagu v sistemi displaystyle mathrm ast zmishuyetsya vlivo sho prizvodit do rozkladannya chastini vugilnoyi kisloti na vodu i dioksid vuglecyu Pri kipinni rozchinu vugilna kislota rozkladayetsya povnistyu H 2 C O 3 H 2 O C O 2 displaystyle mathrm H 2 CO 3 longrightarrow H 2 O CO 2 uparrow Vzayemodiya z osnovami ta solyami Redaguvati Vugilna kislota vstupaye v reakciyi nejtralizaciyi z rozchinami osnov utvoryuyuchi seredni ta kisli soli himiya karbonati ta gidrokarbonati vidpovidno H 2 C O 3 2 N a O H displaystyle mathrm H 2 CO 3 2 NaOH konc N a 2 C O 3 2 H 2 O displaystyle mathrm longrightarrow Na 2 CO 3 2 H 2 O H 2 C O 3 N a O H displaystyle mathrm H 2 CO 3 NaOH rozch N a H C O 3 H 2 O displaystyle mathrm longrightarrow NaHCO 3 H 2 O H 2 C O 3 C a O H 2 C a C O 3 2 H 2 O displaystyle mathrm H 2 CO 3 Ca OH 2 longrightarrow CaCO 3 downarrow 2 H 2 O H 2 C O 3 N H 3 H 2 O N H 4 H C O 3 H 2 O displaystyle mathrm H 2 CO 3 NH 3 cdot H 2 O longrightarrow NH 4 HCO 3 H 2 O Pri vzayemodiyi vugilnoyi kisloti z karbonatami utvoryuyutsya gidrokarbonati H 2 C O 3 N a 2 C O 3 2 N a H C O 3 displaystyle mathrm H 2 CO 3 Na 2 CO 3 longrightarrow 2 NaHCO 3 H 2 C O 3 C a C O 3 C a H C O 3 2 displaystyle mathrm H 2 CO 3 CaCO 3 longrightarrow Ca HCO 3 2 Otrimannya RedaguvatiVugilna kislota utvoryuyetsya pri rozchinenni u vodi dioksidu vuglecyu C O 2 H 2 O C O 2 H 2 O H 2 C O 3 displaystyle mathrm CO 2 H 2 O rightleftarrows CO 2 cdot H 2 O rightleftarrows H 2 CO 3 Vmist vugilnoyi kisloti v rozchini zbilshuyetsya pri znizhenni temperaturi rozchinu ta zbilshenni tisku vuglekislogo gazu Takozh vugilna kislota utvoryuyetsya pri vzayemodiyi yiyi solej karbonativ ta gidrokarbonativ z bilsh silnoyu kislotoyu Pri comu velika chastina utvorilasya vugilnoyi kisloti yak pravilo rozkladayetsya na vodu i dioksid vuglecyu N a 2 C O 3 2 H C l 2 N a C l H 2 C O 3 displaystyle mathrm Na 2 CO 3 2 HCl longrightarrow 2 NaCl H 2 CO 3 H 2 C O 3 H 2 O C O 2 displaystyle mathrm H 2 CO 3 longrightarrow H 2 O CO 2 uparrow Zastosuvannya RedaguvatiVugilna kislota zavzhdi prisutnya u vodnih rozchinah vuglekislogo gazu div Gazovana voda V biohimiyi vikoristovuyetsya vlastivist rivnovazhnoyi sistemi zminyuvati tisk gazu proporcijno zmini zmistu ioniv oksoniyu en kislotnosti pri postijnij temperaturi Ce dozvolyaye reyestruvati v realnomu chasi hid fermentativnih reakcij sho protikayut iz zminoyu pH rozchinu Organichni pohidni RedaguvatiVugilnu kislotu formalno mozhna rozglyadati yak karbonovu kislotu z gidroksilnoyu grupoyu zamist vuglevodnevoyi zalishku U cij yakosti vona mozhe utvoryuvati vsi pohidni harakterni dlya karbonovih kislot 2 Deyaki predstavniki podibnih spoluk pererahovani v tablici Klas spoluk Priklad spolukEsteri polikarbonatHloroangidridi fosgenAmidi sechovinaNitrili cianovi kislotiAngidridi pirovugleceva kislotaDiv takozh RedaguvatiDioksid vuglecyu Karbonati Gidrokarbonati Karbonovi kisloti Gazovana voda Tiokarbonatni kislotiPrimitki Redaguvati Vugilna kislota teper viyavlena i v gazovij fazi pora znovu perepisuvati pidruchniki nedostupne posilannya z lipnya 2019 Nejland O Ya Organichna himiya M Visha shkola 1990 S 640 652 ISBN 5 06 001471 1 Literatura RedaguvatiFunkcionalni pohidni karbonovih ta vugilnoyi kislot Navch posib dlya stud him spec un tiv M I Ganushak V V Karp yak Lviv nac un t im Ivana Franka L 2002 292 c Bibliogr 25 nazv Lidin R A Molochko V A Andryeyeva L L Reakcii neorganicheskih soedinenij spravochnik Pod red R A Lidina 2 e izd pererab i dop M Drofa 2007 637 s ISBN 978 5 358 01303 2 ros Lidin R A Andreeva L L Molochko V A Konstanty neorganicheskih soedinenij spravochnik Pod red R A Lidina 2 e izd pererab i dop M Drofa 2006 685 s ISBN 5 7107 8085 5 ros Ce nezavershena stattya pro neorganichnu spoluku Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Karbonatna kislota amp oldid 40051023