解放军文职招聘考试碳酸和碳酸盐

 碳酸和碳酸盐
CO₂ 能溶于水生成碳酸 H₂CO₃ ，碳酸是一种弱酸，仅存在于水溶液中， pH 约等于 4 。
H₂CO₃ 为二元酸，必能生成两类盐：碳酸盐和碳酸氢盐。 C 原子在这两种离子中均采取 sp² 杂化轨道与外来的 4 个电子生成四个键，离子为平面三角形。
1 、溶解性
① 碳酸盐：铵和碱金属（ Li 除外）的碳酸盐易溶于水。其它金属的碳酸盐难溶于水。
② 碳酸氢盐：对于难溶的碳酸盐来说，其相应的碳酸氢盐却有较大的溶解度。
例如难溶的碳酸钙矿石在 CO₂ 和水的长期侵蚀下，可部_分地转变为 Ca(HCO₃)₂ 而溶解：             CaCO₃ + CO₂ + H ₂ O → Ca(HCO₃)₂
对于易溶的碳酸盐来说，其相应的碳酸氢盐却有相对较低的溶解度。例如向浓的碳酸氨溶液通入 CO₂ 至饱和，便可沉淀出 NH₄HCO₃ ，这是工业上生产碳铵肥料的基础。
溶解度的反常是由于 HCO₃ - 离子通过氢键形成双聚或多聚链状有关。
2 、水解性
碱金属和铵的碳酸盐和碳酸氢盐在水溶液中均因水解而分别显强碱性和弱减性。
在金属盐类（碱金属和铵盐除外）溶液中加入 CO₃^2- 离子时，产物可能是碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物，究竟是哪种产物呢？一般来说：
（ 1 ）氢氧化物碱性较强的离子，即不水解的金属离子，可沉淀为碳酸盐。
例如：            CO₃^2- + Ba²⁺ → BaCO ₃ ↓
（ 2 ）氢氧化物碱性较弱的离子，如 Cu²⁺ 、 Zn²⁺ 、 Pb²⁺ 、 Mg²⁺ 等，其氢氧化物和碳酸盐的溶解度相差不多，则可沉淀为碱式碳酸盐。
例如：  2CO₃ ^2- + 2Cu²⁺ + H₂O → Cu₂(OH)₂CO₃ ↓ + CO₂ ↑
（ 3 ）强水解性的金属离子，特别是两性的，其氢氧化物的溶度积小的离子，如 Al 、 Cr 、 Fe 等，将沉淀为氢氧化物。
例如：       3CO₃^2- + 2Al³⁺ + 3H₂O → 2 Al(OH)₃ ↓ + 3CO₂ ↑
因此碳酸钠、碳酸铵常用作金属离子的沉淀剂。
3 、热稳定性
热不稳定性是碳酸盐的一个重要性质，一般来说，有下列热稳定性顺序：
碱金属的碳酸盐 > 碱土金属碳酸盐 > 副族元素和过渡元素的碳酸盐
在碱金属和碱土金属各族中，阳离子半径大的碳酸盐 > 阳离子半径小的碳酸盐。
碳酸盐受热分解的难易程度还与阳离子的极化作用有关。阳离子的极化作用越大，碳酸盐就越不稳定。例如 H + （质子）的极化作用超过一般金属离子，所以 : 热稳定性碳酸盐 > 碳酸氢盐 > 碳酸。