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碳酸盐

[拼音]:tansuanyan

[外文]:carbonates

可分正盐 M2CO3和酸式盐 MHCO3(M为金属)两类。自然界存在的碳酸盐矿有方解石、文石(霰石)、菱镁矿、白云石、菱铁矿、菱锰矿、菱锌矿、白铅矿、碳酸锶矿和毒重石等。

性质

碳酸盐和酸式碳酸盐(又称重碳酸盐)大多数为无色的。碱金属和铵的碳酸盐易溶于水,其他金属的碳酸盐都难溶于水。碳酸氢钠在水中的溶解度较小,其他酸式碳酸盐都易溶于水。

可溶性碳酸盐在水溶液中都会水解,使溶液呈碱性。如0.1Μ碳酸钠溶液的pH为11.6,其溶液中存在分步水解平衡:

其中第一步水解是主要的。对于碱金属的酸式碳酸盐来说,第二步是主要的,但水解程度远小于第一步。另外,HCO婣还要电离。因而0.1Μ碳酸氢钠水溶液呈弱碱性,pH为8.3。

难溶于水的碳酸盐都能溶于稀的强酸、乙酸或二氧化碳的饱和溶液中,例如:

碳酸盐在加热时都会分解成金属氧化物并放出二氧化碳,但它们的热稳定性差异很大。其中碱金属和碱土金属碳酸盐的热稳定性较高,必须灼烧至高温才分解;而有些金属的碳酸盐的热稳性较低,加热到100℃左右就分解,如碳酸铍等;有的碳酸盐在常温下就可以分解,如碳酸汞。酸式碳酸盐的热稳定性比相同金属的碳酸盐低得多。例如碳酸钠,要851℃以上才开始分解,而碳酸氢钠在270℃左右就明显分解:

酸式碳酸盐的溶液在常温下会缓慢放出CO2而分解。

制法

碳酸盐的制法有以下四种:

(1)氨碱法:

(2) 碱吸收二氧化碳法:

2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2O

2NH3+CO2+H2O─→(NH4)2CO3

(3) 可溶性碳酸盐沉淀难溶碳酸盐法:

Na2CO3+CaCl2─→CaCO3+2NaCl

(4) 酸式碳酸盐热分解沉淀法:

酸式碳酸盐通常可用碳酸盐进一步吸收二氧化碳的反应制备:

Na2CO3+CO2+H2O─→2NaHCO3

也可用碱吸收过量二氧化碳制备:

KOH+CO2─→KHCO3

NH3+H2O+CO2─→NH4HCO3

此外,难溶的碱式碳酸盐可由某些金属的可溶性盐类溶液中加入碱金属碳酸盐溶液来制备:

式中M为Be、Mg、Cu等。

应用

在碳酸盐中,纯碱(碳酸钠)是重要的化工原料,广泛应用于化工、玻璃、肥皂、造纸、纺织和食品等工业。钾碱(碳酸钾)是玻璃生产的主要原料。小苏打(碳酸氢钠)广泛用于医药和食品工业,也常用于制造灭火器。石灰石、大理石、白云石可用于建筑、水泥和钢铁等工业。

参考文章

磷灰石如何与含钙的碳酸盐矿物分离?矿业

常见的碳酸盐矿物及其鉴定特征?矿业

高炉内碳酸盐分解的规律如何?对高炉冶炼有何影响?炼铁

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