carbonaten & bicarbonaten-formule-voorbeelden-structuur-reacties-preparaat

u kunt het bruisen hebben gezien als limoensap op de grond valt en een witte vlek achterlaat. Of je zou kunnen hebben waargenomen het gebruik van zuiveringszout als rijsmiddel om koekjes, cakes enz.,. U kunt zich afvragen over de fizz wanneer club soda of cola flessen worden geopend. Het is een bekend feit dat onze favoriete bakkerijproducten lekker worden gemaakt door bakpoeder toe te voegen. Het gebruik van wassen soda in wasserijen, in het verzachten van hard water; en het gebruik van kalksteen en kalk water in het maken van bouwmaterialen zoals Portland cement, kalk mortel etc.,- al deze omvatten carbonaten of bicarbonaten.

carbonaten en bicarbonaten vinden hun weg naar huishoudelijke dingen tot metallurgische processen en zelfs biologische reacties. Ze zijn aanwezig in tandpasta ‘ s, zwart bord Krijtjes, mineralen, medicijnen etc.

  • formules & structuren
  • verbindingen bevattende carbonaten & bicarbonaten
  • voorkomen
  • preparaat
  • algemene eigenschappen
  • chemische reacties
  • onderzoek naar enkele afzonderlijke verbindingen

formules & structuren van carbonaten en BICARBONAATANIONEN

dus wat zijn carbonaten & bicarbonaten?

zeer eenvoudig. Dit zijn de zouten van koolzuur.

  • formule van Carbonaation: CO32 –
  • formule van Bicarbonaation: HCO3- (Het wordt ook wel aangeduid als of hydrogencarbonate ion in de IUPAC-systeem)

Deze anionen zijn gevormd uit koolzuur, H2CO3 door het verwijderen van H+ – ionen achtereenvolgens als volgt:

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

De structurele relaties worden weergegeven als:

de structuur van de carbonaat-bicarbonaat koolzuur

Hun vormen zijn trigonale planar met 120o van de bond hoeken op het koolstof atoom. Het centrale koolstofatoom ondergaat SP2 hybridisatie.

verbindingen die carbonaat – of BICARBONAATANIONEN

bevatten, vormen gewoonlijk metaalionen met een grotere atomaire grootte stabiele carbonaten en bicarbonaten. Sommige bicarbonaten kunnen alleen in waterig medium worden gedetecteerd. Enkele belangrijke carbonaten en bicarbonaten staan hieronder vermeld.

Carbonaten & Bicarbonaten
Groep verbinding Algemene formule Voorbeelden
Groep 1 (alkalimetalen) carbonaten M2CO3 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, enz.,
bicarbonaten MHCO3 LiHCO3, NaHCO3, KHCO3 enz,
Groep 2 (aardalkalimetalen) carbonaten MCO3 MgCO3, CaCO3, BaCO3 enz,
bicarbonaten M(HCO3)2 Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2 enz,
p-blok elementen carbonaten _ Tl2CO3 en PbCO3
Overgang elementen carbonaten _ ZnCO3, CuCO3, Ag2CO3, FeCO3 enz,.

voorkomen

er zijn verscheidene carbonaatmineralen aanwezig in de natuur. Een paar van hen zijn hieronder vermeld.

Carbonaat mineralen
Formule Naam van het mineraal
Na2CO3 Natriumcarbonaat of Natrite
CaCO3 Kalk steen of Calciet of Aragoniet of Krijt
MgCO3 Magnesiet
CaCO3.MgCO3 Dolomiet
SrCO3 Strontianite
BaCO3 Witherite
PbCO3 Cerrusite
FeCO3 Siderite
CuCO3.Cu(OH)2 Malachiet
2.Cu(OH)2 Azurite
ZnCO3 Smithsonite (in de oude literatuur is bekend als calamine)
CdCO3 Otavite

VOORBEREIDING VAN CARBONATEN & BICARBONATEN

Koolzuur wordt gevormd wanneer koolzuurgas is opgelost in water.

H2O + CO2 <——–> H2CO3

hoewel het er eenvoudig uitziet, is deze reactie het basisprincipe bij de vervaardiging van club soda, Coca cola, Pepsi enz.,. Deze dranken worden gemaakt door het oplossen van kooldioxide gas in water bij hoge druk. Natuurlijk zijn er ook enkele andere ingrediënten toegevoegd om de smaak van het product te verbeteren. Dat is een ander verhaal. Wanneer u de fles opent, zal het kooldioxidegas met bruisen (u noemt het fizz) naar buiten komen.

het is mogelijk carbonaat of bicarbonaat te verkrijgen door kooldioxide over te brengen in alkalische oplossingen. Gewoonlijk worden carbonaten gevormd wanneer kleine hoeveelheden kooldioxide door alkalische oplossingen worden overgegaan.

bijv.

2NaOH + CO2 <——> Na2CO3 + H2O
kleine hoeveelheid redelijk oplosbaar in water
Ca(OH)2 + CO2 <——> CaCO3↓ + H2O
kleine hoeveelheid onoplosbaar in water

maar bicarbonaten worden uiteindelijk gevormd wanneer overmaat aan kooldioxide wordt doorgegeven in de oplossing.

bijv.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
overtollige nauwelijks oplosbaar
in koud water
Ca(OH)2 + 2CO2 <——> Ca(HCO3)2
overtollige oplosbaar in water

toepassing-1: Het wordt waargenomen dat kalkwater, Ca (OH)2 verandert melkachtig in eerste instantie wanneer kooldioxide wordt doorgegeven door het en helder wordt na het passeren van overtollig kooldioxide. Aanvankelijk een onoplosbare witte vaste stof, CaCO3 wordt gevormd. Daardoor wordt kalkwater melkachtig. Het wordt vervolgens omgezet in wateroplosbaar bicarbonaat, Ca(HCO3)2 bij het passeren van een overmaat aan kooldioxide door de oplossing weer helder te maken.

de reacties zijn hieronder samengevat.

Ca(OH)2 + CO2 ———-> CaCO3↓ + H2O
Gebluste kalk kleine hoeveelheid wit effen
CaCO3 + H2O + CO2 ———-> Ca(HCO3)2
overtollige oplosbaar

opmerking: de vorming van calciumcarbonaat is een van de reacties die optreedt bij het zetten van kalkmortel, die werd gebruikt bij de bouw van oude gebouwen

toepassing-2: Er is waargenomen dat een wit neerslag wordt gevormd wanneer waterige oplossing van natriumhydroxide langer bewaard wordt in de recipiënten die niet goed gesloten zijn. Het is het gevolg van de vorming van onoplosbare NaHCO3 wanneer NaOH reageert met een overmaat aan kooldioxide in de lucht.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
overtollige nauwelijks oplosbaar
in koud water

ALGEMENE EIGENSCHAPPEN

Fysische toestand:

* Carbonaten en bicarbonaten zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur. Carbonaten van groep-1 en groep-2 elementen zijn kleurloos. Terwijl, de carbonaten van overgangselementen kunnen worden gekleurd.

* het polarisatievermogen van de metaalionen van groep-1 (M+) is kleiner dan het polarisatievermogen van metaalionen van groep-2 (M2+). Vandaar dat groep-2 carbonaten meer covalent zijn dan de carbonaten van groep-1.

terwijl het polariserend vermogen in de groep afneemt naarmate het metaalion groter wordt. Vandaar dat de Ionische natuur in de groep toeneemt.

* NaHCO3 en KHCO3 kunnen bestaan in de vaste toestand. Maar de bicarbonaten van groep-2 elementen zijn alleen bekend in waterige oplossingen.

Oplosbaarheid in water:

* behalve Li2CO3 zijn de carbonaten van groep 1 vrij oplosbaar in water. De oplosbaarheid neemt toe naarmate de Ionische natuur toeneemt.

* carbonaten van groep-2 zijn weinig oplosbaar in water omdat hun roosterenergieën hoger zijn (dit komt door een toename van de covalente aard). Er is geen duidelijke oplosbaarheidstrend waargenomen in deze groep.

maar groep-2 carbonaten zijn oplosbaar in een CO2-oplossing als gevolg van de vorming van HCO3-.

thermische stabiliteit:

* carbonaten worden bij verhitting afgebroken tot kooldioxide en oxide. Terwijl bicarbonaten carbonaat, water en kooldioxide geven.

* de thermische stabiliteit van groep-1-en groep-2-carbonaten (ook van bicarbonaten) neemt toe naarmate het polariserend vermogen van het metaalion afneemt.

* om dezelfde reden zijn carbonaten van groep-1 stabieler dan die van groep-2.

* kleine en sterk geladen metaalionen bezitten een meer polariserend vermogen en vergemakkelijken zo de ontleding van carbonaation tot koolstofdioxide en oxide-ion.

chemische reacties

de belangrijkste reactie die door deze anionen wordt aangetoond, is ‘ontleding’ door het vrijgeven van kooldioxide bij verhitting of door toevoeging van zuren. Water of oxide zijn de andere producten.

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

HCO3- + H+ ——–> CO2 + H2O (in zuur medium)

CO32- ——–> CO2 + O2- (bij verwarming)

CO32- + 2H+ ———> CO2 + H2O (in zuur medium)

Illustraties:

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

ii) NaHCO3 + H+ ——–> Na+ + CO2 + H2O

toepassing: daarom wordt baking soda (NaHCO3) gebruikt als rijsmiddel om koekjes, cakes, enz.te kweken.,. Het wordt afgebroken tot CO2 en water bij verwarming. Dit maakt de koekjes poreus en smakelijk.

iii) Ca (HCO3)2 ——–> CaCO3 + CO2 + H2O (bij verwarming)

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

toepassing: Tijdelijke hardheid van water is te wijten aan de aanwezigheid van bicarbonaten van Ca en Mg. Het is mogelijk om tijdelijke hardheid te verwijderen door water te koken. Bij het koken worden de oplosbare bicarbonaten afgebroken tot onoplosbare carbonaten, die kunnen worden gefilterd.

iv) CaCO3 ——–> CaO + CO2 (bij verhitting)

Toepassing: Deze reactie wordt gebruikt voor het verkrijgen van ongebluste kalk (CaO)in kalkovens, die verder wordt gebruikt bij de bereiding van gebluste kalk, Ca(OH) 2. Dit is ook een van de reacties die zich voordoen bij de vervaardiging van Portland cement. Technisch wordt dit type reactie calcinatie genoemd.

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

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

of in het algemeen

CO32- + 2H+ ———> CO2 + H2O

Reactie: Deze reactie is het principe betrokken bij de detectie van carbonaat-ion aanwezig in een bepaald zout.

calciumcarbonaat is aanwezig in de marmersteen. Dit wordt afgebroken tot kooldioxide wanneer in contact komen met zuren. Vandaar dat het bruisen wordt waargenomen wanneer zuren op de vloer vallen. Limoensap bevat citroenzuur, dat kooldioxide vrijmaakt en onoplosbaar calciumcitraat vormt, dat als witte markering verschijnt.

opmerking: op granieten vloeren, die zelden carbonaten bevatten, wordt soms bruisend waargenomen. Dit kan afkomstig zijn van korstmossen die op hen leefden.

studie van enkele individuele carbonaten en bicarbonaten

Li2CO3:

* Lithiumcarbonaat is een kleurloos zout met polymere aard.

* het is weinig oplosbaar in water en de oplosbaarheid neemt af bij temperatuurstijging. Maar het lost op in aanwezigheid van kooldioxide als gevolg van de vorming van LiHCO3.

* het wordt gebruikt in de psychiatrie voor de behandeling van manie. De lithiumionen interfereren met de natriumpomp en remmen de activiteit van eiwitkinase C (PKC).

* het wordt ook gebruikt bij de bereiding van lithiumkobaltoxide – dat aanwezig is in lithiumionbatterijkathoden.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.