Kwas węglowy
| Kwas węglowy | |||||||||
|
|||||||||
 |
|||||||||
| Nazewnictwo | |||||||||
|
|||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||
| Wzór sumaryczny | H2CO3 | ||||||||
| Inne wzory | H2O•CO2 | ||||||||
| Masa molowa | 62,025 g/mol | ||||||||
|
|||||||||
| Identyfikacja | |||||||||
| Numer CAS | 463-79-6 | ||||||||
| PubChem | 767[1] | ||||||||
|
|||||||||
| Podobne związki | |||||||||
| Pochodne | wodorowęglan sodu węglan amonu kwas karbaminowy |
||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) |
|||||||||
Kwas węglowy (H2CO3, poprawniej H2O·CO2) – tlenowy kwas nieorganiczny o małej mocy (pKa1 6,35).
Spis treści |
[edytuj] Otrzymywanie
Kwas węglowy otrzymać można rozpuszczając dwutlenek węgla w wodzie:
- H2O + CO2 ⇌ H2CO3 + 165,96 kcal
W praktyce jednak rozpuszczenie nawet znacznej ilości dwutlenku węgla w wodzie prowadzi do otrzymania niewielkiego stężenia tego kwasu ze względu na to, że równowaga powyższej reakcji jest silnie przesunięta w stronę substratów. Właśnie to zjawisko jest odpowiedzialne za lekko kwaśny smak tzw. wody gazowanej. Zależnie od temperatury, ciśnienia i ilości wtłoczonego dwutlenku węgla pH wody gazowanej może zawierać się w zakresie 2 do 6[2]. Typowe pH wody gazowanej przeznaczonej do spożycia i opartych na niej napojów zawiera się w zakresi od 3 do 4[3].
Wodę nasyconą CO2 można uzyskać także poprzez rozkład wodorowęglanu sodu w zakwaszonej wodzie. Wykorzystuje się to do produkcji napojów musujących w proszku.
[edytuj] Właściwości
Kwas ten w roztworach wodnych jest związkiem bardzo nietrwałym, szybko ulega rozkładowi nawet po niewielkim ogrzaniu; w efekcie nie można otrzymać stężonego roztworu tego kwasu. Możliwe jest jednak otrzymanie czystego, stabilnego (teoretyczny okres połowicznego rozpadu to 180 tysięcy lat) kwasu węglowego w stanie stałym i gazowym - kluczowa jest nieobecność ciekłej wody, której pojedyncza cząsteczka przyspiesza rozkład cząsteczki kwasu nawet miliard razy. Obecnie rozważa się możliwość występowania związku w przestrzeni kosmicznej, m.in. w ogonach komet i w czapach polarnych na biegunach Marsa[4][5].
Oranż metylowy w roztworze H2CO3 zmienia barwę na czerwoną.
[edytuj] Dysocjacja
W roztworach dysocjuje dwustopniowo – może stracić jeden lub dwa protony. Po stracie jednego protonu powstaje jon wodorowęglanowy (HCO-3), po stracie dwóch – jon węglanowy (CO32-):
- H2CO3 ⇌ HCO-3 + H+ (pKa1 = 6,35)
- HCO-3 ⇌ CO2-3 + H+ (pKa2 = 10,33)
Podana powyżej wartość pierwszej stałej dysocjacji liczona jest względem sumy stężeń CO2 oraz H2CO3 w roztworze. Wartość liczona względem samej formy kwasowej H2CO3 wynosi pKa1 = 3,76.
[edytuj] Węglany
Kwas węglowy tworzy dwa rodzaje soli, węglany i wodorowęglany (kwaśne węglany). Najważniejsze z nich to węglan sodu (soda), wodorowęglan sodu (soda oczyszczona), węglan wapnia (kalcyt, kreda, kamień kotłowy), węglan potasu (potaż), wodorowęglan amonu (proszek do pieczenia).
Ilustracje i media w Wikimedia Commons
Definicje słownikowe w Wikisłowniku
Podręczniki w WikibooksPrzypisy
- ↑ Kwas węglowy – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
- ↑ Carbon Dioxide in Water Equilibrium, Page 1.
- ↑ James Monroe Jay, Martin J. Loessner, David Allen Golden: Modern food microbiology. シュプリンガー・ジャパン株式会社, 2005, s. 210. ISBN 0387231803.
- ↑ T. Loerting i in.: On the Surprising Kinetic Stability of Carbonic Acid (ang.). 03.03.2000 r.. [dostęp 2011-04-27].
- ↑ J.Bernard i in.: Gas-phase Carbonic Acid Isolated (ang.). 11.01.2011 r.. [dostęp 2011-04-27].
