Ácido carbónico e sais de carbonato

Sais de carbonato de carbono e sais de carbonato de hidrogénio

Estes sais podem ser preparados pela reacção do dióxido de carbono com óxidos e hidróxidos metálicos, respectivamente.CO2 + O2 → CO32-
CO2 + OH- → HCO3- Por exemplo, quando uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) é saturada com dióxido de carbono, o hidrogenocarbonato de sódio, NaHCO3, é formado em solução.Na+ + OH- + CO2 → Na+ + HCO3- Quando a água é removida, o composto sólido também é chamado bicarbonato de sódio, ou bicarbonato de sódio. Quando o bicarbonato de sódio é utilizado no cozimento e, por exemplo, causa o aumento do pão ou do bolo, este efeito é devido à reação do ânion básico de carbonato de hidrogênio (HCO3-) com um ácido adicionado, como o tartarato de hidrogênio de potássio (creme de tártaro), KHC4H4O6, ou dihidrogenofosfato de cálcio, Ca(H2PO4)2. Enquanto o refrigerante estiver seco, não ocorre nenhuma reação. Quando se adiciona água ou leite, ocorre a neutralização ácido-base, produzindo dióxido de carbono gasoso e água. O dióxido de carbono fica preso na massa, e quando aquecido o gás se expande para criar a textura característica de biscoitos e pães.

Carbonatos são bases moderadamente fortes. Soluções aquosas são básicas porque o ânion carbonato pode aceitar um íon de hidrogênio da água.CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH- Os carbonatos reagem com ácidos, formando sais do metal, dióxido de carbono gasoso, e água. Esta é a reação que ocorre quando um antiácido contendo o princípio ativo carbonato de cálcio (CaCO3) reage com ácido estomacal (ácido clorídrico).CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O O anion carbonato de hidrogênio também é uma base.HCO3- + H3O+ → H2CO3 + H2O → CO2 + 2H2O É na verdade mais forte como base do que como ácido. Por causa disso, soluções aquosas de sais de carbonato de hidrogênio são fracamente alcalinas (básicas) e também são ingredientes ativos em muitos antiácidos.HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH- Se quantidades equivalentes de hidróxido de sódio e uma solução de hidrogenocarbonato de sódio são combinadas e a solução é então evaporada, cristais de uma forma hidratada de carbonato de sódio são formados. Este composto, Na2CO3 – 10H2O, é às vezes chamado de soda de lavagem. Pode ser usado como amaciador de água porque forma carbonatos insolúveis – por exemplo, carbonato de cálcio – que podem então ser filtrados da água. O aquecimento suave do carbonato de sódio hidratado produz o composto anidro Na2CO3, que é chamado de carbonato de sódio ou, simplesmente, soda na indústria química. Este é um químico industrial importante que é usado extensivamente na fabricação de outros produtos químicos, vidro, sabão, papel e celulose, limpadores e amaciadores de água e no refino de petróleo.

Um uso interessante do carbonato de lítio, Li2CO3, decorre da descoberta de que pequenas doses do sal, administradas oralmente, são um tratamento eficaz para psicoses maníaco-depressivas. Não se compreende inteiramente como este tratamento funciona, mas está quase certamente relacionado com o efeito do íon Li+ no equilíbrio Na+:K+ ou Mg2+:Ca2+ no cérebro.

O mineral carbonato de cálcio é mais conhecido como calcário, um mineral segundo em abundância apenas para os minerais formadores de silicatos na crosta terrestre. A maior parte do calcário é composta de calcita, que é a forma de baixa temperatura do carbonato de cálcio. A calcite resulta quando o CaCO3 é precipitado abaixo de 30 °C (86 °F). O carbonato de cálcio que precipita acima de 30 °C (a forma de alta temperatura) é conhecido como aragonite. A calcita transparente, às vezes chamada de spar da Islândia, tem a propriedade incomum da birefringência, ou dupla refracção. Ou seja, quando um feixe de luz entra num único cristal de calcita, o feixe é quebrado em dois feixes, e são produzidas duas imagens de qualquer objecto visto através do cristal.

fracção dupla

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Quando a água que contém dióxido de carbono entra em contacto com rochas calcárias, as rochas dissolvem-se porque se forma Ca(HCO3)2, um composto solúvel em água que forma iões Ca2+ e HCO3- aquosos. Assim, esta reacção é responsável pela formação das cavernas que são frequentemente encontradas em leitos de rochas calcárias. Por outro lado, se a água contendo Ca(HCO3)2 libera dióxido de carbono, o carbonato de cálcio pode ser novamente depositado.Ca(HCO3)2 (aquoso) → CaCO3 + CO2 + H2O Estas deposições de carbonato de cálcio são o que se conhece como estalactites e estalagmites, belas formações encontradas em cavernas e cavernas. Quando soluções aquosas de Ca(HCO3)2 (uma forma de água dura) são aquecidas, precipitados de carbonato de cálcio sob a forma de escamas (crosta) são frequentemente observados em vasos, caldeiras e outros recipientes contendo estas soluções. Assim, um método para eliminar a dureza da água é a precipitação de Ca2+ e HCO3- iões aquosos como CaCO3 sólido, que podem então ser removidos.