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碳酸氢盐是碳酸形成的酸式盐,含有碳酸氢根离子。大多数碳酸氢盐对热不稳定,会分解为碳酸盐二氧化碳。碱金属碳酸氢盐溶于水,水溶液呈碱性,与酸迅速反应放出二氧化碳气体,加碱则得到相应的正盐碳酸盐。

中文名:碳酸氢盐

英文名:supercarbonate

别 称:重碳酸盐

分子量:84

分解产物:碳酸盐、二氧化碳和水

酸碱性:水溶液呈弱碱性

简介

碳酸氢根在生理学上也有很重要的作用,血液中含有碳酸-碳酸氢根组成的缓冲溶液,以抵御大幅度的pH值变化,为等生物分子维持适宜的酸碱度。

碳酸氢根离子的结构。碳酸氢根为平面结构,碳位于中心,与三个氧原子键连。它是碳酸的共轭碱,也是碳酸根离子的共轭酸。水溶液中存在下列平衡,碳酸氢根既可发生电离生成水合氢离子,也会水解出氢氧根离子,水解程度大于电离,因此水溶液呈弱碱性。[1]

例子

碳酸氢钠

碳酸氢钾

碳酸氢钙

碳酸氢铵

性质

碳酸氢盐的主要性质是它的溶解性、水解性和热稳定性。

溶解性

碱金属和的碳酸盐易溶于水,其他金属的碳酸盐难溶于水。碳酸氢盐的溶解性有两种情况:①难溶性碳酸盐对应的碳酸氢盐都有较大的溶解度,如 碳酸钙与 碳酸氢钙;②易溶的碳酸盐对应的碳酸氢盐都有相对较低的溶解度,如碳酸钠碳酸氢钠

由于多数碳酸盐的溶解度小,自然界中存在许多碳酸盐矿石,如大理石石灰石方解石 珍珠珊瑚贝壳等主要成分是碳酸钙。白云石菱镁矿主要含有碳酸镁。

自然界中不断进行着碳酸钙与碳酸氢钙的转化。空气中的二氧化碳溶于水后和碳酸钙发生作用,生成碳酸氢钙进入天然水中;而天然水中的碳酸氢钙经自然分解或人工加热又析出碳酸钙。这是碳酸盐在自然界中分布广泛的重要原因,也是钟乳石石笋的形成和暂时硬水软化的基本原理。

水解性

碳酸盐和碳酸氢盐在水溶液中水解都显碱性。由于碳酸盐的水解作用产生碳酸根,碳酸氢根,氢氧根离子,当其他金属离子(碱金属离子和铵离子除外)遇到可溶性碳酸盐溶液时,会生成3 种不同的沉淀:碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物。究竟生成哪一种沉淀取决于反应物、生成物的性质和反应条件。一 般地,氢氧化物碱性较强的金属离子可沉淀为碳酸盐;氢氧化物碱性较弱的金属离子可沉淀为碱式碳酸盐;强水解性的金属离子(特别是两性的)可沉淀为氢氧化物。

热稳定性

碳酸盐的热稳定性有一定的规律性。根据组成碳酸盐的阳离子的不同,碳酸盐的热稳定性顺序一般可表示为碱金属碳酸盐 > 碱土金属碳酸盐 > 过渡金属碳酸盐

碳酸盐热分解的难易程度主要与阳离子的极化作用有关。由于阳离子对碳酸根离子产生极化作用,而使碳酸根离子不稳定以致分解。这种极化作用越大,碳酸盐越不稳定。 质子的极化作用超过一般的金属离子,因此,根据组成碳酸盐的阴离子的不同,又有下列热稳定顺序:

M2CO3>M(HCO3)2>H2CO3 [2]


视频

碳酸氢盐和柠檬酸的反应

参考文献

  1. [王国清主编. 无机化学. 北京:中国医药科技出版社, 2008.08.]
  2. [无机化学第五版 高等教育出版社 大连理工大学无机化学教研室]