(I). A x it cacbonic
• K hí cacbonic tan trong nước khá nhiểu, khi tan một phần tác dụng với nước tạo ra axit yếu theo sơ đồ :
CO, + 2 H ,0 ^ H ,0^ + [HCO.,]" K, = 4,5.10"’
[HCO,]“ + H 2 0 ; e ^ H 3 0 ^ + ICO.,]^” K t = 4,810“ "
C O , + H^O ^ + [HCO,]“ ^ + [CO.,]2~
• Những phân tử H2CO3 không bền, không tách được ở trạng thái tự do. Khi đun nóng dung dịch cân bằng trên chuyển dịch mạnh sang trái lạo ra C O2, và ngược lại khi kiềm hóa, cân bằng chuyến sang phải lạo ra muối hidrocacbonat hoặc muối cacbonat.
P h ụ chú I3Ỡ. 1/ Từ muối cacbonat người la dà điéu chê hai dàn xuâì peoxi của a x it peca cb o n ic
( H2C2O5 ) và axit monopecacbonic (i Ỉ2CO4 và H2CO5 ):
0 0 OH O- OH
\\ // / /
c - o - o - c 0 = c o = c
/ \ \ \
H - o o - H o -OH o -OH
( A x it p e c a c b o n ic ) (a x it in o n o p e c a c b o n ic )
2/ Khi điộn phân dung dịch cacbonat đậc ò anot xẩy ra q u á trình oxi hóa ion thu được ion p e c a c b o n a t :
2 c o / - - 2e =
N hững muối pecacbonat cúa K. Rb đều ở trạng thái rán khi đ un nó n g bị phân hủy :
2K 2 C P ( , = 2K2C O , + 2C O2T + 0 2 t bị thủy phân và bị axit phân hủy tạo ra M2O2 :
+ 2H2O = 2KHCO3 + H2O2 K ^ C ĩO l + H2SO4 = K^SO^ + 2 C 0 2 t + H P2
322 H ỏa học vô cơ - Các nguyên tô ph i kim { 8. Cacbon và silic )
(2) M uối cacbonat và muối hidrocacbonat
Axit cacbonic tạo ra hai loại muôi chủ yếu là m uối cacbonat ( muối trung hòa ) chứa anion C0 3 ^^ và m uối hidrocacbonat ( muối a x i t ) chứa anion HCO , . Ngoài ra một số nguyên tô' còn tạo ra muối cachonat bazơ mà trong thành phần phân tử có chứa nhóm OH.
Ví d ụ :
^N a.co., ; BaCO, , fi(H C O ,), ; N 4 g ( H C 0 ^ [^ (O H )],C O , ; [Co(OH)],C0 3 ^
(M uối cacbonat trung tính) ( muối cacbonat axil) ( inuối cacbonat bazơ )
M àu sắc : ion C 0 / ‘ và ion HCO,“ đều không màu nên các muối cacbonat và hidrocacbonat đều không màu nếu cation tạo ra muối là không màu. Những cation tạo ra muối có màu thì các muối cacbonat hoặc muối hidrocacbonat có màu đặc trưng của cation V í dụ : K2CO3 không màu vì ion không màu, nhưng CoCOị có màu đỏ, NiCO, màu hồng nhạt do c á c ion và gây ra.
K h ả năng hòa tan : Muối cacbonat kim loại kiềm , amoni ; muối hidrocacbonat kim loại kiềm, amoni, kim loại kiềm thổ ( Ca, Sr, Ba ) đều tan với độ tan khác nhau, riêng NaHCO, có độ tan kém hơn. Muối cacbonat các kim loại khác không tan.
K h ả năng thủy phán : • Muối cacbonat tan đều bị thủy phân tạo ra môi trường kiềm.
Ví dụ :
Na^CO, + H ,0 ^ NaOH + NaHCO.,
• Muối hidrocacbonat tan hầu như không bị thủy phân , nhưng khi đun nóng độ thủy phân tăng l ê n .
K h ả năng nhiệt phân : • Muối cacbonat trung tính các kim loại kiềm rất bền với nhiệt nung đến nhiệt độ nóng chảy vần chưa bị phân hủy, nhưng khi nung ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy đã bị phân hủy một phần :
M^CO., = M2O + CO2 1
LÌ2C0., N a.co., K2CO3 Rb,CO , CS2CO,
Nhiệt độ nóng chảy
("0 735 852 894 837 —
• Muối cacbonat trung hòa các kim lại còn lại đều bị nhiệt phân hủy tạo ra oxit kim loại và CO2, mức độ phân hủy phụ thuộc độ bền của muối. V í dụ :
MgCO, CaCOj SrCO, BaCO,
Bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ "c 540 897 1290 >1360
Hóa học vô cơ - Các nguyên tô ph i kim ( s . Cacbon và silic ) 323
• M uối hidrocacbonat kim loại kiểm và kicin thổ đều bị nhiệt phân thành muối cacbonat trung hòa :
Mg(HCO, ) 2 = M gCO, + C O ,í + H^O
2 N aH C ố3 = Na,CO, + COj^T + H^ố
• Khi nung nóng muối cacbonat bazơ chuyển thành muối cacbonat trung hòa, sau đó tiếp tục nhiệt phân thành oxit kim loại ;
ZnC0 ,.2 Z n(0 H)2.2 H2 0 = ZnCO,, + 2ZnO + 4HjO 2PbC 0j.Pb(0H );j = 3PbO + 2CƠ2t + H ,0
[M g(OH)]2CO., = 2MgO + CO^T + K h ả nâng tác dụng với a x i t , b a z ơ , m uối
• Tất cả các loại muối cacbonat đều bị axit phân hủy kể cả axit axetic tạo ra C O j:
P b C0 3 + 2C H ,C0 0 H = P b (C H ,C0 0 ) 2 + CO^T + H p
Ba(HC0 j) 2 + 2 H C1 = BaCl^ + 2 C0 jT + 2 H p
[M g (0 H )],C0 3 + 2H ,S0 , = 2M gSO ^ + c o ^ t + 3H p
• Muối cacbonat axit tác dụng với bazơ và muối cacbonat bazơ tác dụng với axit đều tạo ra muối trung hòa :
NaHCO, + NaOH = Na^co., + H2O
[Be(0 H)]2C0 3 + 2 KHCO3 - 2B eC 0.,ị + K^co., + 2 H2O Điểu c h ế m uối cacbonat
• Muối cacbonat trung hòa được điều chế bầng cách cho dung dịch muối tương ứng tác dụng với muối cacbonat kim loại kiềm hoặc muối cacbonat amoni thu được kết tủa :
FeSO^ + Na^CO,, = PeCO^ị + N a^so,
• Cho muối hidrocacbonat kim loại kicm tác dụng với dung dịch muối kim loại tưcíng ứng :
NÌCI2 + 2NaHCO_, = N iC O ,ị + 2NaCl + C O ,t + H p
• Khi cho lượiig dư khí CO2 tác dụng với muối cacbonat trung hòa tạo ra muối cacbonat a x i t :
MgCO., + CO2 + H p = Mg(HCO.,)j
• Khi cho dung dịch muối của một số kim loại tác dụng với dung dịch muối cacbonat kim loại kiềm không tạo ra muối cacbonat trung tính m à tạo ra muối cacbonat b a z ơ :
MgCl^ + aNa^CO, + H2O = [M g(O H )],C O ,ị + 4NaCI 4- C O ,t
( MgC:0 ,.Mg(OÍI), )
3 Pb(NO, ) 2 + 2 Na2C0 3 + 2NaOH = [Pb(OH), 2PbC0.,] ị + ốNaNO.,
• Muối cacbonat kim loại hóa trị 3 như không tồn tại, khi cho muối tan các kim loại đó tác dụng với muối cacbonat kim loại kiềm hoặc amoni không tạo ra muối cacbonat mà tạo ra kết tủa hidroxit :
2A1C1., + 3 Na2CO_, + 3 H2O = 2Al(O H )3ị + 3CO2T + ổNaCl
324 Hóa học vô cơ - Các nguyên tô p h i kim ị 8. Cacbon và silic )