karbonátok & bikarbonátok-képlet-példák-szerkezet-reakciók-előkészítés

lehet, hogy látta a pezsgést, amikor a lime juice a padlóra esik, fehér jelet hagyva. Vagy lehet, hogy megfigyelte a szódabikarbóna használatát kovászként a sütik, sütemények stb.,. Kíváncsi lehet a pezsgésre, amikor a szódabikarbónát vagy a kokszpalackokat kinyitják. Ismert tény, hogy kedvenc péksüteményeinket sütőpor hozzáadásával ízletessé teszik. A mosószóda használata mosodákban, kemény víz lágyításában; és a mészkő és a mészvíz felhasználása építőanyagok, például Portlandcement, mészhabarcs stb.,- ezek mindegyike karbonátokat vagy bikarbonátokat tartalmaz.

a karbonátok és a bikarbonátok megtalálják az utat a háztartási dolgokba a kohászati folyamatokba, sőt a biológiai reakciókba is. Jelen vannak a fogpasztákban, fekete tábla krétákban, ásványi anyagokban, gyógyszerekben stb.

  • képletek & struktúrák
  • karbonátokat tartalmazó vegyületek & bikarbonátok
  • előfordulás
  • előkészítés
  • Általános tulajdonságok
  • kémiai reakciók
  • egyes vegyületek vizsgálata

képletek & karbonátok és bikarbonát anionok szerkezete

tehát végül is mik azok a karbonátok & bikarbonátok?

nagyon egyszerű. Ezek a szénsav sói.

  • a karbonát-ion képlete: CO32-
  • a bikarbonát-ion képlete: HCO3- (az IUPAC rendszerben hidrogén-karbonát-ionnak is nevezik)

ezek az anionok H2CO3 szénsavból képződnek a H+ ionok egymás utáni eltávolításával az alábbiak szerint:

H2CO3 <——-> HCO3 – + H+ <——–> CO32 – + H +

a szerkezeti kapcsolatok a következőképpen ábrázolhatók:

a karbonát-hidrogén-karbonát szénsav szerkezete

alakjuk trigonális sík, 120o kötési szögekkel a szénatomon. A központi szénatom sp2 hibridizáción megy keresztül.

karbonát vagy bikarbonát anionokat tartalmazó vegyületek

általában a nagyobb atomméretű fémionok stabil karbonátokat és bikarbonátokat képeznek. A bikarbonátok egy része csak vizes közegben detektálható. Az alábbiakban felsorolunk néhány fontos karbonátot és bikarbonátot.

karbonátok & bikarbonátok
csoport vegyület általános képlet példák
1. csoport (alkálifémek) karbonátok M2CO3 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3 stb.,
bikarbonátok MHCO3 LiHCO3, NaHCO3, KHCO3 stb,
2. csoport (alkáliföldfémek) karbonátok MCO3 MgCO3, CaCO3, BaCO3 stb,
bikarbonátok M (HCO3) 2 Mg(HCO3) 2, Ca (HCO3)2 stb,
p-blokk elemek karbonátok _ Tl2CO3 és PbCO3
átmeneti elemek karbonátok _ ZnCO3, CuCO3, Ag2CO3, FeCO3 stb,.

előfordulás

számos karbonát ásványi anyag van jelen a természetben. Ezek közül néhányat az alábbiakban sorolunk fel.

karbonát ásványok
képlet az ásvány neve
Na2CO3 Szódahamu vagy Natrit
CaCO3 mészkő vagy kalcit vagy aragonit vagy kréta
Mgco3 magnezit
CaCO3.Mgco3 Dolomit
SrCO3 Strontianit
BaCO3 Witherit
PbCO3 Cerruzit
FeCO3 sziderit
CuCO3.Cu (OH)2 malachit
2.Cu (OH)2 Azurit
ZnCO3 Smithsonite (a régi irodalomban calamine néven ismert)
CdCO3 Otavit

karbonátok előállítása & bikarbonátok

szénsav keletkezik, amikor a szén-dioxid gázt vízben oldjuk.

H2O + CO2 <——–> H2CO3

bár egyszerűnek tűnik, ez a reakció az alapelv a club soda, a coca cola, a Pepsi stb.,. Ezeket az italokat úgy állítják elő, hogy a szén-dioxid-gázt nagy nyomáson vízben oldják. Természetesen néhány más összetevőt is hozzáadnak a termék ízének javítása érdekében. Ez egy másik történet. Amikor kinyitja az üveget, a szén-dioxid-gáz pezsgéssel jön ki (Ön fizznek hívja).

karbonátot vagy bikarbonátot lehet előállítani a szén-dioxid lúgos oldatokba történő átadásával. Általában karbonátok képződnek, amikor kis mennyiségű szén-dioxidot vezetnek át lúgos oldatokon.

pl.

2aoh + CO2 <——> Na2CO3 + H2O
kis mennyiség vízben meglehetősen oldódik
Ca (OH)2 + CO2 <——> CaCO3↓ + H2O
kis mennyiség oldhatatlan vízben

de a bikarbonátok végül akkor keletkeznek, amikor a szén-dioxid feleslege az oldatba kerül.

pl.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
többlet kevésbé oldódik
hideg vízben
Ca (OH)2 + 2CO2 <——> Ca (HCO3)2
többlet vízben oldódik

alkalmazás-1: megfigyelhető, hogy a CA(OH)2 mészvíz kezdetben tejszerűvé válik, amikor szén-dioxidot vezetnek át rajta, és a szén-dioxid feleslegének áthaladása után világossá válik. Kezdetben oldhatatlan fehér szilárd anyag, CaCO3 képződik. Ezért a mészvíz tejszerűvé válik. Ezután vízoldható hidrogén-karbonáttá, Ca-Vá(HCO3)2-vé alakul át, amikor a szén-dioxid feleslegét átadja az oldat újbóli tisztításával.

a reakciókat az alábbiakban foglaljuk össze.

Ca (OH)2 + CO2 ———-> CaCO3↓ + H2O
oltott mész kis mennyiség fehér szilárd
CaCO3 + H2O + CO2 ———-> Ca (HCO3)2
többlet oldható

megjegyzés: a kalcium-karbonát képződése az egyik olyan reakció, amely a mészhabarcs megkötése során következik be, amelyet régi épületek építésénél használtak

alkalmazás-2: megfigyeltük, hogy fehér csapadék képződik, amikor a nátrium-hidroxid vizes oldatát hosszabb ideig tartósítják a nem megfelelően lezárt tartályokban. Ennek oka az oldhatatlan Nahco képződése3 amikor a NaOH reagál a levegőben lévő szén-dioxid feleslegével.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
többlet kevésbé oldódik
hideg vízben

általános tulajdonságok

fizikai állapot:

* a karbonátok és a bikarbonátok szobahőmérsékleten szilárd anyagok. Az 1. és 2. csoport karbonátjai színtelenek. Míg az átmeneti elemek karbonátjai színesek lehetnek.

* az 1.csoport fémionjainak (M+) polarizáló ereje kisebb, mint a 2. csoport fémionjainak (M2+) polarizáló ereje. Ezért a 2. csoport karbonátjai kovalensebbek, mint az 1.csoport karbonátjai.

míg a polarizáló teljesítmény csökken a csoportban a fémion méretének növekedésével. Ezért az ionos természet növekszik a csoportban.

* NaHCO3 és KHCO3 létezhet szilárd állapotban. De a 2. csoport elemeinek bikarbonátjai csak vizes oldatokban ismertek.

vízben való oldhatóság:

* a Li2CO3 kivételével az 1. csoport karbonátjai vízben meglehetősen oldódnak. Az oldhatóság növekszik a csoporton, ahogy az ionos természet növekszik.

* a 2. csoport karbonátjai kevéssé oldódnak vízben, mivel rácsenergiájuk nagyobb (ennek oka a kovalens természet növekedése). Ebben a csoportban nincs egyértelmű oldhatósági tendencia.

de a 2. csoport karbonátjai CO2 oldatban oldódnak a HCO képződése miatt3 -.

hőstabilitás:

* a karbonátok hevítés közben szén-dioxiddá és oxiddá bomlanak. Míg a bikarbonátok karbonátot, vizet és szén-dioxidot adnak.

* az 1.és 2. csoport karbonátjainak (a bikarbonátoknak is) hőstabilitása a fémion polarizáló erejének csökkenésével csökken a csoportban.

* ugyanezen okból az 1.csoport karbonátjai stabilabbak, mint a 2. csoport karbonátjai.

* a kis és nagy töltésű fémionok több polarizáló képességgel rendelkeznek, és ezáltal megkönnyítik a karbonátion szén-dioxiddá és oxidionná történő bomlását.

kémiai reakciók

ezeknek az anionoknak a legfontosabb reakciója a szén-dioxid melegítéssel vagy savak hozzáadásával történő felszabadulása. A víz vagy az oxid a többi termék.

2HCO3- ——–> CO32 – + CO2 + H2O (hevítéskor)

HCO3 – + H+ ——–> CO2 + H2O (savas közegben)

CO32- ——–> CO2 + O2 – (hevítéskor)

CO32 – + 2H+ ———> CO2 + H2O (savas közegben)

illusztrációk:

i) 2NaHCO3 ——–> Na2CO3 + CO2 + H2O (melegítéskor)

ii) NaHCO3 + H+ ——–> Na + + CO2 + H2O

alkalmazás: ezért használják a szódabikarbónát (NaHCO3) kovászként sütik, sütemények stb.,. Melegítés közben CO2-ra és vízre bomlik. Ez teszi a cookie-kat porózus és ízletes.

III) Ca (HCO3)2 ——–> CaCO3 + CO2 + H2O (hevítéskor)

Mg (HCO3)2 ——–> MgCO3 + CO2 + H2O (melegítéskor)

alkalmazás: A víz ideiglenes keménysége a Ca és Mg bikarbonátok jelenlétének köszönhető. Az ideiglenes keménységet forró vízzel lehet eltávolítani. Forrás után az oldható bikarbonátok oldhatatlan karbonátokká bomlanak, amelyek kiszűrhetők.

iv) CaCO3 ——–> CaO + CO2 (hevítéskor)

alkalmazás: ezt a reakciót mészkemencékben gyors mész (CaO) előállítására használják, amelyet tovább használnak oltott mész előállítására, Ca(OH)2. Ez is az egyik reakció a Portlandcement gyártásában. Technikailag ezt a fajta reakciót kalcinálásnak nevezik.

v) CaCO3 + 2HCl ——–> CaCl2 + H2O + CO2

vi) MgCO3 + 2HCl ——–> MgCl2 + H2O + CO2

vagy általában

CO32 – + 2H+ ———> CO2 + H2O

Megjegyzés: Ez a reakció az adott sóban jelen lévő karbonátion kimutatásának elve.

kalcium-karbonát van jelen a márványkőben. Ez szén-dioxidra bomlik, amikor savakkal érintkezik. Ezért a pezsgés akkor figyelhető meg, amikor a savakat a padlóra ejtik. A Lime juice citromsavat tartalmaz, amely szén-dioxidot szabadít fel, és oldhatatlan kalcium-citrátot képez, amely fehér jelölésként jelenik meg.

Megjegyzés: A gránit padlón néha pezsgés figyelhető meg, amely ritkán tartalmazhat karbonátokat. Ez származhat a rajtuk élő zuzmókból.

egyes egyedi karbonátok és bikarbonátok vizsgálata

Li2CO3:

* a lítium-karbonát színtelen, polimer jellegű só.

* vízben kevéssé oldódik, oldhatósága a hőmérséklet növekedésével csökken. De feloldódik szén-dioxid jelenlétében a Lihco képződése miatt3.

* a pszichiátriában használják a mánia kezelésére. A lítiumionok megzavarják a nátrium pumpát és gátolják a protein-kináz C (PKC) aktivitását.

* lítium-kobalt-oxid előállítására is használják-amely lítium-ion akkumulátor katódokban van jelen.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.