Формула угольная кислота: Угольная кислота и её соли — урок. Химия, 9 класс.

Содержание

Угольная кислота, химические свойства, получение

ВодородВодород

1,008

1s¹

2,2

Бесцветный газ

t°_пл=-259°C

t°_кип=-253°C

ГелийГелий

4,0026

1s²

Бесцветный газ

t°_кип=-269°C

ЛитийЛитий

6,941

2s¹

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=180°C

t°_кип=1317°C

БериллийБериллий

9,0122

2s²

1,57

Светло-серый металл

t°_пл=1278°C

t°_кип=2970°C

БорБор

10,811

2s² 2p¹

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

t°_пл=2300°C

t°_кип=2550°C

УглеродУглерод

12,011

2s² 2p²

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

t°_пл=3550°C

t°_кип=4830°C

АзотАзот

14,007

2s² 2p³

3,04

Бесцветный газ

t°_пл=-210°C

t°_кип=-196°C

КислородКислород

15,999

2s² 2p⁴

3,44

Бесцветный газ

t°_пл=-218°C

t°_кип=-183°C

ФторФтор

18,998

2s² 2p⁵

4,0

Бледно-желтый газ

t°_пл=-220°C

t°_кип=-188°C

НеонНеон

20,180

2s² 2p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-249°C

t°_кип=-246°C

НатрийНатрий

22,990

3s¹

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=98°C

t°_кип=892°C

МагнийМагний

24,305

3s²

1,31

Серебристо-белый металл

t°_пл=649°C

t°_кип=1107°C

АлюминийАлюминий

26,982

3s² 3p¹

1,61

Серебристо-белый металл

t°_пл=660°C

t°_кип=2467°C

КремнийКремний

28,086

3s² 3p²

1,9

Коричневый порошок / минерал

t°_пл=1410°C

t°_кип=2355°C

ФосфорФосфор

30,974

3s² 3p³

2,2

Белый минерал / красный порошок

t°_пл=44°C

t°_кип=280°C

СераСера

32,065

3s² 3p⁴

2,58

Светло-желтый порошок

t°_пл=113°C

t°_кип=445°C

ХлорХлор

35,453

3s² 3p⁵

3,16

Желтовато-зеленый газ

t°_пл=-101°C

t°_кип=-35°C

АргонАргон

39,948

3s² 3p⁶

Бесцветный газ

t°_пл=-189°C

t°_кип=-186°C

КалийКалий

39,098

4s¹

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=64°C

t°_кип=774°C

КальцийКальций

40,078

4s²

1,0

Серебристо-белый металл

t°_пл=839°C

t°_кип=1487°C

СкандийСкандий

44,956

3d¹ 4s²

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

t°_пл=1539°C

t°_кип=2832°C

ТитанТитан

47,867

3d² 4s²

1,54

Серебристо-белый металл

t°_пл=1660°C

t°_кип=3260°C

ВанадийВанадий

50,942

3d³ 4s²

1,63

Серебристо-белый металл

t°_пл=1890°C

t°_кип=3380°C

ХромХром

51,996

3d⁵ 4s¹

1,66

Голубовато-белый металл

t°_пл=1857°C

t°_кип=2482°C

МарганецМарганец

54,938

3d⁵ 4s²

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

t°_пл=1244°C

t°_кип=2097°C

ЖелезоЖелезо

55,845

3d⁶ 4s²

1,83

Серебристо-белый металл

t°_пл=1535°C

t°_кип=2750°C

КобальтКобальт

58,933

3d⁷ 4s²

1,88

Серебристо-белый металл

t°_пл=1495°C

t°_кип=2870°C

НикельНикель

58,693

3d⁸ 4s²

1,91

Серебристо-белый металл

t°_пл=1453°C

t°_кип=2732°C

МедьМедь

63,546

3d¹⁰ 4s¹

1,9

Золотисто-розовый металл

t°_пл=1084°C

t°_кип=2595°C

ЦинкЦинк

65,409

3d¹⁰ 4s²

1,65

Голубовато-белый металл

t°_пл=420°C

t°_кип=907°C

ГаллийГаллий

69,723

4s² 4p¹

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=30°C

t°_кип=2403°C

ГерманийГерманий

72,64

4s² 4p²

2,0

Светло-серый полуметалл

t°_пл=937°C

t°_кип=2830°C

МышьякМышьяк

74,922

4s² 4p³

2,18

Зеленоватый полуметалл

t°_субл=613°C

(сублимация)

СеленСелен

78,96

4s² 4p⁴

2,55

Хрупкий черный минерал

t°_пл=217°C

t°_кип=685°C

БромБром

79,904

4s² 4p⁵

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

t°_пл=-7°C

t°_кип=59°C

КриптонКриптон

83,798

4s² 4p⁶

3,0

Бесцветный газ

t°_пл=-157°C

t°_кип=-152°C

РубидийРубидий

85,468

5s¹

0,82

Серебристо-белый металл

t°_пл=39°C

t°_кип=688°C

СтронцийСтронций

87,62

5s²

0,95

Серебристо-белый металл

t°_пл=769°C

t°_кип=1384°C

ИттрийИттрий

88,906

4d¹ 5s²

1,22

Серебристо-белый металл

t°_пл=1523°C

t°_кип=3337°C

ЦирконийЦирконий

91,224

4d² 5s²

1,33

Серебристо-белый металл

t°_пл=1852°C

t°_кип=4377°C

НиобийНиобий

92,906

4d⁴ 5s¹

1,6

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2468°C

t°_кип=4927°C

МолибденМолибден

95,94

4d⁵ 5s¹

2,16

Блестящий серебристый металл

t°_пл=2617°C

t°_кип=5560°C

ТехнецийТехнеций

98,906

4d⁶ 5s¹

1,9

Синтетический радиоактивный металл

t°_пл=2172°C

t°_кип=5030°C

РутенийРутений

101,07

4d⁷ 5s¹

2,2

Серебристо-белый металл

t°_пл=2310°C

t°_кип=3900°C

РодийРодий

102,91

4d⁸ 5s¹

2,28

Серебристо-белый металл

t°_пл=1966°C

t°_кип=3727°C

ПалладийПалладий

106,42

4d¹⁰

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1552°C

t°_кип=3140°C

СереброСеребро

107,87

4d¹⁰ 5s¹

1,93

Серебристо-белый металл

t°_пл=962°C

t°_кип=2212°C

КадмийКадмий

112,41

4d¹⁰ 5s²

1,69

Серебристо-серый металл

t°_пл=321°C

t°_кип=765°C

ИндийИндий

114,82

5s² 5p¹

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=156°C

t°_кип=2080°C

ОловоОлово

118,71

5s² 5p²

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=232°C

t°_кип=2270°C

СурьмаСурьма

121,76

5s² 5p³

2,05

Серебристо-белый полуметалл

t°_пл=631°C

t°_кип=1750°C

ТеллурТеллур

127,60

5s² 5p⁴

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

t°_пл=450°C

t°_кип=990°C

ИодИод

126,90

5s² 5p⁵

2,66

Черно-серые кристаллы

t°_пл=114°C

t°_кип=184°C

КсенонКсенон

131,29

5s² 5p⁶

2,6

Бесцветный газ

t°_пл=-112°C

t°_кип=-107°C

ЦезийЦезий

132,91

6s¹

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

t°_пл=28°C

t°_кип=690°C

БарийБарий

137,33

6s²

0,89

Серебристо-белый металл

t°_пл=725°C

t°_кип=1640°C

ЛантанЛантан

138,91

5d¹ 6s²

1,1

Серебристый металл

t°_пл=920°C

t°_кип=3454°C

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=798°C

t°_кип=3257°C

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=931°C

t°_кип=3212°C

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1010°C

t°_кип=3127°C

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

t°_пл=1080°C

t°_кип=2730°C

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1072°C

t°_кип=1778°C

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=822°C

t°_кип=1597°C

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1311°C

t°_кип=3233°C

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1360°C

t°_кип=3041°C

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1409°C

t°_кип=2335°C

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1470°C

t°_кип=2720°C

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1522°C

t°_кип=2510°C

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1545°C

t°_кип=1727°C

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=824°C

t°_кип=1193°C

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

t°_пл=1656°C

t°_кип=3315°C

ГафнийГафний

178,49

5d² 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2150°C

t°_кип=5400°C

ТанталТантал

180,95

5d³ 6s²

Серый металл

t°_пл=2996°C

t°_кип=5425°C

ВольфрамВольфрам

183,84

5d⁴ 6s²

2,36

Серый металл

t°_пл=3407°C

t°_кип=5927°C

РенийРений

186,21

5d⁵ 6s²

Серебристо-белый металл

t°_пл=3180°C

t°_кип=5873°C

ОсмийОсмий

190,23

5d⁶ 6s²

Серебристый металл с голубоватым оттенком

t°_пл=3045°C

t°_кип=5027°C

ИридийИридий

192,22

5d⁷ 6s²

Серебристый металл

t°_пл=2410°C

t°_кип=4130°C

ПлатинаПлатина

195,08

5d⁹ 6s¹

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=1772°C

t°_кип=3827°C

ЗолотоЗолото

196,97

5d¹⁰ 6s¹

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

t°_пл=1064°C

t°_кип=2940°C

РтутьРтуть

200,59

5d¹⁰ 6s²

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

t°_пл=-39°C

t°_кип=357°C

ТаллийТаллий

204,38

6s² 6p¹

Серебристый металл

t°_пл=304°C

t°_кип=1457°C

СвинецСвинец

207,2

6s² 6p²

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

t°_пл=328°C

t°_кип=1740°C

ВисмутВисмут

208,98

6s² 6p³

Блестящий серебристый металл

t°_пл=271°C

t°_кип=1560°C

ПолонийПолоний

208,98

6s² 6p⁴

Мягкий серебристо-белый металл

t°_пл=254°C

t°_кип=962°C

АстатАстат

209,98

6s² 6p⁵

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=302°C

t°_кип=337°C

РадонРадон

222,02

6s² 6p⁶

2,2

Радиоактивный газ

t°_пл=-71°C

t°_кип=-62°C

ФранцийФранций

223,02

7s¹

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

t°_пл=27°C

t°_кип=677°C

РадийРадий

226,03

7s²

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=700°C

t°_кип=1140°C

АктинийАктиний

227,03

6d¹ 7s²

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

t°_пл=1047°C

t°_кип=3197°C

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

t°_пл=1132°C

t°_кип=3818°C

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

РезерфордийРезерфордий

267

6d² 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

ДубнийДубний

268

6d³ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

СиборгийСиборгий

269

6d⁴ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

БорийБорий

270

6d⁵ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

ХассийХассий

277

6d⁶ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

МейтнерийМейтнерий

278

6d⁷ 7s²

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

ДармштадтийДармштадтий

281

6d⁹ 7s¹

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Формула Угольной кислоты структурная химическая

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: CH₂O₃

Химический состав Угольной кислоты

Символ	Элемент	Атомный вес	Число атомов	Процент массы
C	Углерод	12.011	1	19,4%
H	Водород	1.008	2	3,3%
O	Кислород	15.999	3	77,4%

Молекулярная масса: 62,024

У́гольная кислота́ — слабая двухосновная кислота с химической формулой H₂CO₃, образуется в малых количествах при растворении углекислого газа в воде, в том числе и углекислого газа из воздуха. В водных растворах неустойчива. Образует ряд устойчивых неорганических и органических производных: соли (карбонаты и гидрокарбонаты), сложные эфиры, амиды и др.

Угольная кислота существует в водных растворах в равновесии с диоксидом углерода, причём равновесие сильно сдвинуто в сторону разложения кислоты. Молекула угольной кислоты имеет плоское строение. Центральный углеродный атом имеет sp²-гибридизацию. В гидрокарбонат- и карбонат-анионах происходит делокализация π-связи. Длина связи C—O в карбонат-ионе составляет 129 пм. Безводная угольная кислота представляет собой бесцветные кристаллы, устойчивые при низких температурах, сублимирующиеся при температуре -30 градусов Цельсия, а при дальнейшем нагревании полностью разлагающиеся. Поведение чистой угольной кислоты в газовой фазе исследовано в 2011 году австрийскими химиками.

Угольная кислота существует в водных растворах в состоянии равновесия с гидратом диоксида углерода. В свою очередь растворённый гидрат диоксида углерода находится в равновесии с газообразным диоксидом углерода. Данное равновесие при повышении температуры сдвигается вправо, а при повышении давления — влево (подробнее см. Абсорбция газов). Угольная кислота подвергается обратимому гидролизу, создавая при этом кислую среду. Однако, для практических расчётов чаще используют кажущуюся константу кислотности, учитывающую равновесие угольной кислоты с гидратом диоксида углерода. Таким образом, в растворах, содержащих угольную кислоту, создается сложная равновесная система. Значение pH в такой системе, соответствующей насыщенному раствору диоксида углерода в воде при 25 °C и давлении 760 мм рт. ст., равен pH=3,9.

При повышении температуры раствора и/или понижении парциального давления диоксида углерода равновесие смещается в сторону разложения угольной кислоты на воду и диоксид углерода. При кипении раствора угольная кислота разлагается полностью. Угольная кислота вступает в реакции нейтрализации с растворами оснований, образуя средние и кислые соли — карбонаты и гидрокарбонаты соответственно. При взаимодействии угольной кислоты с карбонатами образуются гидрокарбонаты.

Угольная кислота образуется при растворении в воде диоксида углерода. Содержание угольной кислоты в растворе увеличивается при понижении температуры раствора и увеличении давления углекислого газа. Также угольная кислота образуется при взаимодействии её солей (карбонатов и гидрокарбонатов) с более сильной кислотой. При этом бо́льшая часть образовавшейся угольной кислоты, как правило, разлагается на воду и диоксид углерода

Угольная кислота всегда присутствует в водных растворах углекислого газа (см. Газированная вода). В биохимии используется свойство равновесной системы изменять давление газа пропорционально изменению содержания ионов оксония (кислотности) при постоянной температуре. Это позволяет регистрировать в реальном времени ход ферментативных реакций, протекающих с изменением pH раствора.

Угольную кислоту формально можно рассматривать как карбоновую кислоту с гидроксильной группой вместо углеводородного остатка. В этом качестве она может образовывать все производные, характерные для карбоновых кислот. Некоторые представители подобных соединений перечислены в таблице:

Класс соединений	Пример соединения
Сложные эфиры	поликарбонаты
Хлорангидриды	фосген
Амиды	мочевина
Нитрилы	циановая кислота
Ангидриды	пироугольная кислота

Как сделать угольную кислоту, свойства и применение

Угольная кислота

Угольная кислота представляет собой химическое соединение с химической формулой H ₂ CO ₃ и молекулярной формулой CH ₂

8 O 3

_{. Это неорганическая слабая кислота, которая существует только в виде раствора. Угольная кислота также известна как воздушная кислота, воздушная кислота или дигидрокарбонат. Он образует два вида солей: карбонаты и бикарбонаты. Ph угольной кислоты составляет 4,68 в 1 мМ.
Угольная кислота является специфически двухпротонной кислотой, что означает, что она имеет два протона, которые могут диссоциировать от исходной молекулы. Таким образом, есть две константы диссоциации, первая для диссоциации иона бикарбоната и вторая для диссоциации иона бикарбоната в ион карбоната.
Возникновение: Углекислота присутствует в крови в организме человека. Он образуется в организме человека при растворении воды с углекислым газом. Он также присутствует в дождевой воде, кальците, ферментации, угле, грунтовых водах, метеорах, вулканах, аминокислотах, белках, океанах, растениях, эритроцитах, отложениях серы, солях и пещерах.

Свойства угольной кислоты: Физические свойства:
Внешний вид: серовато-белое твердое вещество.
Температура плавления: 210 градусов по Цельсию, температура кипения: -78 градусов по Цельсию.
Молекулярная масса: 62,024 г/моль.
Растворимость: нерастворим.
Угольная кислота имеет значение pH менее 7.
Угольная кислота не имеет запаха и имеет щелочной вкус.

Химическая Свойства :
Углекислота — слабая и нестабильная двухосновная кислота.
Кислотность 6,3 пК.

Приготовление углекислоты: Реагенты
Карбонат кальция
Раствор соляной кислоты
Лакмус
Вода
Безопасность: Носите лабораторные очки и старайтесь избегать контакта кожи с соляной кислотой. Соблюдайте общие рекомендации по безопасности.
Количество шагов:
Налейте в стакан немного воды.
Добавьте в химический стакан 5-6 капель лакмуса.
Положите кусочек карбоната кальция в пробирку или в стакан.
Налейте в пробирку/стакан небольшое количество соляной кислоты и закройте ее отверстие пробкой с выпускной трубкой.
Опустите конец выпускной трубки в раствор лакмуса. Образовавшийся газ начнет пузыриться через раствор, и цвет раствора изменится.
Проверить рН воды. Воды больше нет, образовалась углекислота. рН будет читать его как слабую кислоту.
Химическая реакция в виде уравнения:
CaCO ₃ + HCl → CaCl ₂ + CO ₂ ↑+ H ₂ O
CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃
Углекислота Применение: 44
4 Угольная кислота чаще всего используется в виде солей.
В крови: Бикарбонат, форма соли угольной кислоты, действует как промежуточное звено для транспортировки CO ₂ из организма посредством дыхательного газообмена. Он также играет жизненно важную роль в протонировании многих азотистых оснований в сыворотке крови. Углекислота является основным буферным элементом в организме человека и расщепляется на углекислый газ ферментом, называемым карбоангидразой.
В напитках: Угольная кислота широко используется для приготовления шипучих, шипучих напитков.
Для лечения дерматитов: обычно используется для лечения дерматитов, таких как стригущий лишай.
Также используется для полоскания рта или вагинального душа.
При отравлении или передозировке препарата углекислота дается перорально для вызывания рвоты.
Для очистки контактных линз очень эффективна углекислота, она также используется в качестве газа для сварки, пищевой промышленности и косметики.
Для гидролиза крахмала также используется угольная кислота.
Углекислота — Энциклопедия Нового Света
Материал из Энциклопедии Нового Света
Перейти к:навигация, поиск
Предыдущий (Карбонатит)
Следующий (Углеугольный)
3 Углекислота 902
Другие названия Раствор диоксида углерода
Идентификаторы
CAS-номер [463-79-6]
УЛЫБКИ С(=О)(О)О
Недвижимость
Молекулярная формула H ₂ CO ₃
Молярная масса 62,03 г/моль
Плотность 1,0 г/см ³
(разбавленный раствор)
Растворимость в воде существует только в растворе
Кислотность (p K _a) 6,36 (см. текст)
10,25
Если не указано иное, данные приведены для материалов
в их стандартном состоянии
(при 25 °C, 100 кПа)
Угольная кислота (древнее название кислота воздуха или воздушная кислота ) является слабой кислотой с формулой H ₂ CO ₃ . Он образуется в небольших количествах при растворении углекислого газа в воде и обычно находится только в растворе. Соли угольных кислот называются бикарбонатами (или гидрокарбонатами, когда анион HCO ₃ ⁻ ) и карбонаты (когда анионом является CO ₃ ²⁻ ).
Содержимое
1 Раствор в воде
2 Кислотность угольной кислоты
3 Роль угольной кислоты в крови
4 Получение чистой угольной кислоты
5 pH и состав раствора угольной кислоты
6 См. также
7 Каталожные номера
8 Внешние ссылки
9 кредитов
Присутствие угольной кислоты в крови и других жидкостях организма помогает контролировать уровень pH (кислотность) этих жидкостей.
Раствор в воде
Диоксид углерода, растворенный в воде, находится в равновесии с угольной кислотой:
Константа равновесия при ч = 1,70×10 ⁻³ , что указывает на то, что большая часть углекислого газа не превращается в угольную кислоту и остается в виде CO ₂ молекул. В отсутствие катализатора равновесие достигается довольно медленно.
Константы скорости составляют 0,039 с ^-1 для прямой реакции (CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃ ) и 23 с ^{-1 для обратной реакции (0 -1 ₂ CO ₃ → CO ₂ + H ₂ O).}
Кислотность угольной кислоты
Угольная кислота имеет два кислых атома водорода и, следовательно, две константы диссоциации:
H ₂ CO ₃ ⇌ HCO ₃ ⁻ + H ⁺ 9
K 08 = 2,5×10 90 270 -4 90 271 моль/л; p K _a1 = 3,60 при 25 °C.
HCO ₃ ⁻ ⇌ CO ₃ ^{2− 9037 +
0 + H
0}
К _а2 = 5,61×10 ⁻¹¹ моль/л ; стр К _а2 = 10,25 при 25 °С.
Следует соблюдать осторожность при указании и использовании первой константы диссоциации угольной кислоты. Приведенное выше значение верно для молекулы H ₂ CO ₃ и показывает, что это более сильная кислота, чем уксусная кислота или муравьиная кислота: этого можно было ожидать из-за влияния электроотрицательного кислородного заместителя. Однако,
угольная кислота существует только в растворе в равновесии с двуокисью углерода, поэтому концентрация H ₂ CO ₃ значительно ниже концентрации
CO ₂ , снижающий измеренную кислотность. Уравнение можно переписать следующим образом ( ср. сернистая кислота ):
CO ₂ + H ₂ O ⇌ HCO ₃ ⁻ + H ⁺ 7 a K _{9028 0008 = 4,30×10 ^-7 моль/л; р К _а = 6,36.}
Эта цифра цитируется как константа диссоциации угольной кислоты, хотя это двусмысленно: ее лучше было бы назвать константой кислотности диоксида углерода, поскольку она особенно полезна для расчета pH CO ₂ растворы.
Роль угольной кислоты в крови
Углекислота играет очень важную роль в крови млекопитающих. Является промежуточным звеном при переносе углекислого газа из легких в кровь и наоборот. Превращение диоксида углерода в угольную кислоту катализируется ферментом (карбоангидраза), который увеличивает скорость реакции почти в миллиард раз. Углекислота диссоциирует в крови (как и в других растворах) с образованием в основном H ⁺ и HCO ₃ ^— (бикарбонат) ионы. Эта диссоциация является равновесной реакцией и помогает контролировать уровень рН крови.
Получение чистой угольной кислоты
Долгое время исследователи считали невозможным получение чистого бикарбоната водорода (H ₂ CO ₃ ) при комнатной температуре (около 20 °C или около 70 °F). Однако в 1991 году ученым из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА (США) удалось получить первый чистый H ₂ CO ₃ проб. Они сделали это, подвергнув замороженную смесь воды и углекислого газа высокоэнергетическому излучению, а затем нагрев, чтобы удалить избыток воды. Оставшуюся угольную кислоту охарактеризовали с помощью инфракрасной спектроскопии.
Способность производить угольную кислоту путем облучения твердой смеси H ₂ O и CO ₂ привела к предположению, что H ₂ CO ₃ можно найти в космическом пространстве, где замерзшие льды H ₂ О и СО ₂ распространены, как и космические лучи и ультрафиолетовый свет, чтобы помочь им реагировать.
Такой же полиморф угольной кислоты (обозначается бета-угольной кислотой) был получен криотехнологией в Университете Инсбрука: чередующиеся слои стеклообразных водных растворов бикарбоната и кислоты нагревались в вакууме, что вызывает протонирование бикарбоната, и растворитель впоследствии удалены. Второй полиморф (обозначенный альфа-угольной кислотой) был получен по той же методике в Университете Инсбрука с использованием в качестве растворителя метанола, а не воды.
Исследователи из Инсбрука сообщили, что чистая, не содержащая воды угольная кислота очень стабильна в газовой фазе с рассчитанным периодом полураспада 180 000 лет. Тем не менее, согласно их расчетам, присутствие одной молекулы воды заставляет молекулу угольной кислоты быстро разлагаться на углекислый газ и воду.
pH и состав раствора угольной кислоты
При данной температуре состав чистого раствора угольной кислоты (или чистого CO _{2 9раствор 0008) полностью определяется парциальным давлением двуокиси углерода над раствором pCO2{\displaystyle \scriptstyle p_{CO_{2}}}. Для расчета этого состава необходимо принять во внимание указанные выше равновесия между тремя различными карбонатными формами (H ₂ CO ₃ , HCO ₃ ⁻ и CO ₃ ²⁻ ), а также равновесие между растворенным CO ₂ и H ₂ CO ₃ с константой Kh = [h3CO3] [CO2] {\ displaystyle \ scriptstyle K_ {h} = {\ frac {[H_ {2} CO_ {3} ]}{[CO_{2}]}}} (см. выше) и следующего равновесия между растворенным CO 9{2-}]} дают шесть уравнений для шести неизвестных [CO ₂ ], [H ₂ CO ₃ ], [H ⁺ ], [OH ⁻ ], [HCO ₃ ^— ] и [CO ₃ ²⁻ ], показывая, что состав раствора полностью определяется pCO2 {\ displaystyle \ scriptstyle p_ {CO_ {2}}}. Уравнение, полученное для [H ⁺ ], представляет собой кубическую форму, численное решение которой дает следующие значения pH и различных концентраций частиц:}
PCO2 {\ displaystyle \ scriptstyle P_ {CO_ {2}}} (атм.) рН [CO ₂ ] (моль/л) [H ₂ CO ₃ ] (моль/л) [HCO ₃ ⁻ ] (моль/л) [CO ₃ ²⁻ ] (моль/л)
10 ⁻⁸ 7,00 3,36 × 10 ^-10 5,71 × 10 ⁻¹³ 1,42 × 10 ⁻⁹ 7,90 × 10 ⁻¹³
10 ⁻⁶ 6,81 3,36 × 10 ⁻⁸ 5,71 × 10 ⁻¹¹ 9,16 × 10 ⁻⁸ 3,30 × 10 ⁻¹¹
10 ⁻⁴ 5,92 3,36 × 10 ⁻⁶ 5,71 × 10 ⁻⁹ 1,19 × 10 ⁻⁶ 5,57 × 10 ⁻¹¹
3,5 × 10 ⁻⁴ 5,65 1,18 × 10 ⁻⁵ 2,00 × 10 ⁻⁸ 2,23 × 10 ⁻⁶ 5,60 × 10 ⁻¹¹
10 ⁻³ 5,42 3,36 × 10 ⁻⁵ 5,71 × 10 ⁻⁸ 3,78 × 10 ⁻⁶ 5,61 × 10 ⁻¹¹
10 ⁻² 4,92 3,36 × 10 ⁻⁴ 5,71 × 10 ⁻⁷ 1,19 × 10 ⁻⁵ 5,61 × 10 ⁻¹¹
10 ⁻¹ 4,42 3,36 × 10 ⁻³ 5,71 × 10 ⁻⁶ 3,78 × 10 ⁻⁵ 5,61 × 10 ⁻¹¹
1 3,92 3,36 × 10 ⁻² 5,71 × 10 ⁻⁵ 1,20 × 10 ⁻⁴ 5,61 × 10 ⁻¹¹
2,5 3,72 8,40 × 10 ⁻² 1,43 × 10 ⁻⁴ 1,89 × 10 ⁻⁴ 5,61 × 10 ⁻¹¹
10 3,42 0,336 5,71 × 10 ⁻⁴ 3,78 × 10 ⁻⁴ 5. 61 × 10 ⁻¹¹
Мы видим, что во всем диапазоне давлений pH всегда значительно ниже pKa ₂, так что концентрация CO ₃ 1−7 g − по концентрации HCO ₃ ⁻. Фактически CO _{3 9{-4}} атм), мы получаем слабокислый раствор (р Н = 5,7) и растворенный углерод теперь находится в основном в форме СО ₂. Начиная с этого давления, [OH ^— ] также становится незначительным, так что ионизированная часть раствора теперь представляет собой эквимолярную смесь H ⁺ и HCO ₃ ^— .}
При давлении CO ₂, типичном для бутылок с газировкой (PCO2{\displaystyle \scriptstyle P_{CO_{2}}} ~ 2,5 атм), мы получаем относительно кислую среду (стр. H = 3,7) с высокой концентрацией растворенного СО ₂ . Эти особенности обуславливают кисловатый и игристый вкус этих напитков.
В диапазоне от 2,5 до 10 атм pH пересекает значение pKa ₁ (3,60), что дает преобладающую концентрацию H ₂ CO ₃ (по отношению к HCO ₃ ^{− ^{− ^{− ^{− ^{− ^{− ⁻}}}}}}
Как отмечалось выше, [CO ₃ ²⁻ ] можно пренебречь для этой конкретной задачи, что приводит к следующему очень точному аналитическому выражению для [H 9{1/2}}
См.
также Кислота
Углерод
Углекислый газ
pH
Ссылки
Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов
Hage, W., K.R. Liedl, A. Hallbrucker и E. Mayer. 1998. «Углекислота в газовой фазе и ее астрофизическое значение». Наука , 279:1332-1335.
Hage, W., A. Hallbrucker, and E. Mayer. 1993. «Угольная кислота: синтез путем протонирования бикарбоната и спектроскопическая характеристика FTIR с помощью нового криогенного метода». Дж. Ам. хим. соц. 115:8427-8431.
Hage, W., A. Hallbrucker, and E. Mayer. 1995. Полиморф угольной кислоты и его возможное астрофизическое значение. J. Chem. соц. Фарада. Транс. 91:2823-2826.
Jolly, WL 1991. Современная неорганическая химия , 2-е изд. Нью-Йорк: MgGraw-Hill. ISBN 0-07-112651-1
Лёртинг, Т., К. Таутерманн, Р.Т. Кремер, И. Коль, Э. Майер, А. Халльбрукер и К. Р. Лидл. 2001. «Об удивительной кинетической стабильности угольной кислоты». Анжю. хим. Междунар. Эд. 39:891-895.
Мур, М. Х. и Р. Ханна. 1991. «Инфракрасные и масс-спектральные исследования льда, облученного протонами h3O+CO2: доказательства существования угольной кислоты». Spectrochimica Acta , 47A:255-262.
Welch, M.J., J.F. Lipton, and J.A. Seck. 1969. . J. Phys. хим. 73:3351.
Внешние ссылки
Все ссылки получены 10 января 2017 г.
Почему так долго несправедливо сомневались в существовании угольной кислоты?
Авторы
Энциклопедия Нового Света автора и редактора переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.}