Карбонатна кислота

5/5 - (1 vote)

Карбонатна кислота (H₂CO₃) – це слабка кислота, яка утворюється при розчиненні вуглекислого газу (CO₂) у воді.

Інша назва: вугільна.

У розчиненому стані карбонатна кислота розпадається на іон водню (H+) і карбонатний іон (CO₃^2-):

H₂CO₃ ⇌ H+ + CO₃^2-

Однак, карбонатна кислота досить нестійка і швидко розкладається на дві молекули води та вуглекислий газ:

H₂CO₃ ⇌ H2O + CO₂

Хімічні властивості карбонатної кислоти

Карбонатна кислота в момент її утворення взаємодіє з активними металами, основними оксидами, лугами. При надлишку кислоти з лугами утворюється кисла сіль.

Наприклад:
H₂CO₃ + Mg → MgCO₃ + H₂
H₂CO₃ + CaO → CaCO₃ + H₂O
H₂CO₃ + 2NaOH → Na₂CO₃ + 2H₂O
H₂CO₃ + NaOH → NaHCO₃ + H₂O

Карбонатна кислота (H₂CO₃) є досить нестійкою і швидко розкладається на два молекули води (H₂O) та вуглекислий газ (CO₂):

H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂

Однак, хоча сама карбонатна кислота є нестійкою, її солі, відомі як карбонати, мають важливі хімічні властивості. Найпоширенішими карбонатами є натрій карбонат (Na₂CO₃) і кальцій карбонат (CaCO₃), такі як мармур і вапняк.

Отримання

Карбонатну кислоту (H₂CO₃) можна отримати шляхом розчинення вуглекислого газу (CO₂) у воді. Процес отримання карбонатної кислоти полягає в наступних кроках:

Приготування вуглекислого газу: Вуглекислий газ можна отримати різними способами, наприклад, шляхом реакції карбонатних сполук з кислотами або розкладанням карбонатів при високій температурі. Найпоширеніший спосіб – це реакція кислоти з карбонатом, наприклад, реакція кислоти соляної (HCl) з карбонатом натрію (Na₂CO₃):

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂

Розчинення вуглекислого газу в воді: Отриманий вуглекислий газ розчиняють у воді за допомогою спеціальних устаткувань, наприклад, в справжніх або штучних карбонаторах. У процесі розчинення утворюється карбонатна кислота:

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

Важливо знати, що карбонатна кислота є нестійкою і швидко розкладається на воду і вуглекислий газ:

H₂CO₃ ⇌ H₂O + CO₂

Отже, для збереження карбонатної кислоти у стабільному стані її необхідно утримувати у закритій системі, що унеможливлює виходження вуглекислого газу.

Застосування карбонатної кислоти

H₂CO₃ є слабкою кислотою і має обмежений практичний застосунок у чистому вигляді через її нестійкість. Однак, карбонатні сполуки, які утворюються з карбонатної кислоти, мають широке застосування. Основні застосування карбонатної кислоти та її сполук включають:

Виробництво солей: Використовується для отримання різних карбонатних солей, таких як натрій карбонат (Na₂CO₃), кальцій карбонат (CaCO₃) і багато інших. Ці солі мають велике застосування в різних галузях, включаючи склярну промисловість, виробництво миючих засобів, штукатурку, косметику і фармацевтику.
Регулювання pH: Бікарбонатний іон (HCO^_3-) утворюється при розчиненні карбонатної кислоти у воді і використовується для регулювання pH в різних системах. Наприклад, в біологічних системах, таких як кров, бікарбонатна система відповідає за підтримку кислотно-лужного балансу.
Лікування захворювань шлунково-кишкового тракту: Бікарбонатна кислота та її солі використовуються для лікування певних захворювань шлунково-кишкового тракту, таких як гастрит і виразки. Вони можуть допомогти зменшити кислотність шлункового соку і нейтралізувати надлишкову кислоту.
Лужність води: Карбонатна кислота і її солі, зокрема натрій карбонат, використовуються для підвищення рівня лужності води.