carbonați și bicarbonați-formulă-Exemple-structură-reacții-preparare

s-ar putea să fi văzut efervescența când sucul de lămâie este aruncat pe podea, lăsând un semn alb. Sau s-ar putea să fi observat utilizarea bicarbonatului de sodiu ca agent de dospire pentru a crește prăjiturile, prăjiturile etc.,. S-ar putea să vă întrebați despre fizz când se deschid sticle de sifon sau Coca-Cola. Este cunoscut faptul că produsele noastre preferate de panificație sunt făcute gustoase prin adăugarea de praf de copt. Utilizarea sifonului de spălare în spălătorii, în înmuierea apei dure; și utilizarea pietrei de var și a apei de var în fabricarea materialelor de construcție precum cimentul Portland, mortarul de var etc.,- toate acestea implică carbonați sau bicarbonați.

carbonații și bicarbonații își găsesc drumul în lucrurile casnice către procesele metalurgice și chiar reacțiile biologice. Sunt prezente în paste de dinți, cretă de tablă neagră, minerale, medicamente etc.

  • formule & structuri
  • compuși care conțin carbonați & bicarbonați
  • apariție
  • preparare
  • proprietăți generale
  • reacții chimice
  • studiul unor compuși individuali

formule & structuri de carbonați și anioni bicarbonați

deci, la urma urmei, ce sunt carbonații & bicarbonați?

foarte simplu. Acestea sunt sărurile acidului carbonic.

  • Formula ionului carbonat: CO32 –
  • Formula ionului bicarbonat: HCO3 – (este, de asemenea, menționată ca sau ion de bicarbonat în sistemul IUPAC)

acești anioni sunt formați din acid carbonic, H2CO3 prin îndepărtarea succesivă a ionilor H + după cum urmează:

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

relațiile structurale pot fi reprezentate ca:

structura acidului carbonic carbonat bicarbonat

formele lor sunt trigonale plane cu 120o de unghiuri de legătură la atomul de carbon. Atomul central de carbon suferă hibridizare sp2.

compuși care conțin anioni carbonat sau bicarbonat

de obicei ionii metalici cu dimensiuni atomice mai mari formează carbonați și bicarbonați stabili. Unele dintre bicarbonați pot fi detectate numai în mediu apos. Unii carbonați și bicarbonați importanți sunt enumerați mai jos.

carbonați & bicarbonați
grup compus formula generală Exemple
Grupa-1 (metale alcaline) carbonați M2CO3 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3 etc.,
bicarbonați MHCO3 LiHCO3, NaHCO3, KHCO3 etc,
Grupa-2 (metale alcalino-pământoase) carbonați MCO3 MgCO3, CaCO3, BaCO3 etc,
bicarbonați M(HCO3)2 Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2 etc,
elemente p-bloc carbonați _ Tl2CO3 și PbCO3
elemente de tranziție carbonați _ ZnCO3, CuCO3, Ag2CO3, FeCO3 etc,.

apariție

există mai multe minerale carbonate prezente în natură. Câteva dintre ele sunt enumerate mai jos.

minerale Carbonate
Formula denumirea mineralului
Na2CO3 sodă calcinată sau Natrită
CaCO3 piatră de var sau calcit sau Aragonit sau cretă
MgCO3 magnezit
CaCO3.MgCO3 dolomită
SrCO3 Strontianit
BaCO3 Witherite
PbCO3 Cerrusit
FeCO3 siderit
CuCO3.Cu (OH)2 malachit
2.Cu (OH) 2 Azurit
ZnCO3 Smithsonite (în literatura veche este cunoscut sub numele de calamină)
CdCO3 Otavit

prepararea carbonaților & bicarbonați

acidul Carbonic se formează atunci când dioxidul de carbon gazos este dizolvat în apă.

H2O + CO2 <——–> H2CO3

deși pare simplu, această reacție este principiul de bază implicat în fabricarea de sifon club, coca cola, Pepsi etc.,. Aceste băuturi sunt produse prin dizolvarea gazului de dioxid de carbon în apă la presiuni ridicate. Desigur, se adaugă și alte ingrediente pentru a îmbunătăți gustul produsului. Aceasta este o altă poveste. Când deschideți sticla, gazul de dioxid de carbon va ieși cu efervescență (îl numiți fizz).

este posibil să se obțină carbonat sau bicarbonat prin trecerea dioxidului de carbon în soluții alcaline. De obicei, carbonații se formează atunci când cantități mici de dioxid de carbon sunt trecute prin soluții alcaline.

de exemplu.

2NaOH + CO2 <——> Na2CO3 + H2O
cantitate mică destul de solubil în apă
Ca (OH)2 + CO2 <——> CaCO3↓ + H2O
cantitate mică insolubil în apă

dar bicarbonații se formează în cele din urmă atunci când excesul de dioxid de carbon este trecut în soluție.

de exemplu.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
exces puțin solubil
în apă rece
Ca (OH)2 + 2CO2 <——> Ca (HCO3)2
exces solubil în apă

aplicație-1: se observă că apa de var, ca (OH)2 devine lăptoasă inițial atunci când dioxidul de carbon este trecut prin ea și devine limpede după trecerea excesului de dioxid de carbon. Inițial se formează un solid alb insolubil, CaCO3. Prin urmare, apa de var devine lăptoasă. Apoi este transformat în bicarbonat solubil în apă, ca(HCO3)2 la trecerea excesului de dioxid de carbon, făcând din nou soluția limpede.

reacțiile sunt rezumate mai jos.

Ca (OH)2 + CO2 ———-> CaCO3↓ + H2O
var stins cantitate mică solid alb
CaCO3 + H2O + CO2 ———-> Ca (HCO3)2
exces solubil

notă: formarea carbonatului de calciu este una dintre reacțiile care apar în timpul stabilirii mortarului de var, care a fost utilizat în construcția clădirilor vechi

Aplicare-2: s-a observat că se formează un precipitat alb atunci când soluția apoasă de hidroxid de sodiu este păstrată timp îndelungat în recipientele care nu sunt închise corespunzător. Este din cauza formării de nahco insolubil3 atunci când NaOH reacționează cu excesul de dioxid de carbon în aer.

NaOH + CO2 <——> NaHCO3
exces puțin solubil
în apă rece

proprietăți generale

stare fizică:

* carbonații și bicarbonații sunt solide la temperatura camerei. Carbonații elementelor grup-1 și grup-2 sunt incolori. În timp ce carbonații elementelor de tranziție pot fi colorați.

* puterea de polarizare a ionilor metalici grup-1 (M+) este mai mică decât puterea de polarizare a ionilor metalici grup-2 (M2+). Prin urmare, carbonații din grupa-2 sunt mai covalenți decât carbonații din grupa-1.

în timp ce puterea polarizantă scade în jos grupul cu creșterea dimensiunii ionului metalic. Prin urmare, natura Ionică crește în jos grupul.

* NaHCO3 și KHCO3 pot exista în stare solidă. Dar bicarbonații elementelor de grup-2 sunt cunoscuți numai în soluții apoase.

Solubilitate în apă:

* cu excepția Li2CO3, carbonații grupului-1 sunt destul de solubili în apă. Solubilitatea crește în jos grupul ca natura naturii ionice crește.

* carbonații de grup-2 sunt puțin solubili în apă, deoarece energiile lor de rețea sunt mai mari (se datorează creșterii naturii covalente). Nu există o tendință clară de solubilitate observată în acest grup.

dar carbonații de grup-2 sunt solubili într-o soluție de CO2 datorită formării HCO3 -.

stabilitate termică:

* carbonații sunt descompuși în dioxid de carbon și oxid la încălzire. În timp ce bicarbonații dau carbonat, apă și dioxid de carbon.

* stabilitatea termică a carbonaților din grupa-1 și grupa-2 (de asemenea, a bicarbonaților) crește în jos pe măsură ce puterea de polarizare a ionului metalic scade.

* din același motiv, carbonații din grupa-1 sunt mai stabili decât cei din grupa-2.

* ionii metalici mici și foarte încărcați posedă o putere mai mare de polarizare și, prin urmare, facilitează descompunerea ionului carbonat în dioxid de carbon și Ion oxid.

reacții chimice

cea mai importantă reacție arătată de acești anioni este ‘descompunerea’ prin eliberarea dioxidului de carbon fie la încălzire, fie prin adăugarea de acizi. Apa sau oxidul sunt celelalte produse.

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

HCO3 – + H+ ——–> CO2 + H2O (în mediu acid)

CO32- ——–> CO2 + O2 – (la încălzire)

CO32 – + 2H+ ———> CO2 + H2O (în mediu acid)

ilustrații:

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

ii) NaHCO3 + H+ ——–> Na + + CO2 + H2O

aplicație: de aceea, bicarbonatul de sodiu (NaHCO3) este utilizat ca agent de dospire pentru a crește prăjiturile, prăjiturile etc.,. Se descompune la CO2 și apă la încălzire. Acest lucru face cookie-urile poroase și gustoase.

iii) Ca (HCO3)2 ——–> CaCO3 + CO2 + H2O (la încălzire)

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

aplicare: Duritatea temporară a apei se datorează prezenței bicarbonaților De Ca și Mg. Este posibilă îndepărtarea durității temporare prin fierberea apei. La fierbere, bicarbonații solubili sunt descompuși în carbonați insolubili, care pot fi filtrați.

iv) CaCO3 ——–> CaO + CO2 (la încălzire)

aplicație: Această reacție este utilizată pentru a obține var rapid (cao), în cuptoare de var, care este utilizat în continuare la prepararea varului stins, ca(OH) 2. Aceasta este, de asemenea, una dintre reacțiile care apar la fabricarea cimentului Portland. Din punct de vedere tehnic, acest tip de reacție se numește calcinare.

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

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

sau în general

CO32 – + 2H+ ———> CO2 + H2O

comentariu: această reacție este principiul implicat în detectarea ionului carbonat prezent într-o anumită sare.

carbonatul de calciu este prezent în piatra de marmură. Acesta este descompus în dioxid de carbon atunci când intră în contact cu acizii. Prin urmare, efervescența este observată atunci când acizii sunt aruncați pe podea. Sucul de lămâie conține acid citric, care eliberează dioxid de carbon și formează citrat de calciu insolubil, care apare ca marcaj alb.

notă: efervescența este observată uneori pe podeaua de granit care poate conține rareori carbonați. Acest lucru poate fi provenit din lichenii care au trăit pe ele.

studiul unor carbonați și bicarbonați individuali

Li2CO3:

* carbonatul de litiu este o sare incoloră cu natură polimerică.

* este puțin solubil în apă și solubilitatea sa scade odată cu creșterea temperaturii. Dar se dizolvă în prezența dioxidului de carbon datorită formării LiHCO3.

* este utilizat în psihiatrie pentru a trata mania. Ionii de litiu interferează cu pompa de sodiu și inhibă activitatea protein kinazei C (PKC).

* este, de asemenea, utilizat la prepararea oxidului de cobalt de litiu – care este prezent în catodii bateriei litiu-ion.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.