Karbonat- och vätekarbonatsalter
Dessa salter kan framställas genom att koldioxid reagerar med metalloxider respektive metallhydroxider.CO2 + O2 → CO32-
CO2 + OH- → HCO3- När till exempel en vattenlösning av natriumhydroxid (NaOH) är mättad med koldioxid bildas natriumvätekarbonat, NaHCO3, i lösningen: Na+ + OH- + CO2 → Na+ + HCO3- När vattnet avlägsnas kallas den fasta föreningen även för natriumbikarbonat, eller bakpulver. När bakpulver används i matlagning och till exempel får bröd eller kakor att gå upp, beror denna effekt på att den basiska vätekarbonatjonen (HCO3-) reagerar med en tillsatt syra, t.ex. kaliumhydrogentartrat (grädde av tandsten), KHC4H4O6, eller kalciumdivätefosfat, Ca(H2PO4)2. Så länge sodan är torr sker ingen reaktion. När vatten eller mjölk tillsätts sker syra-basneutraliseringen, varvid gasformig koldioxid och vatten bildas. Koldioxiden fastnar i smeten, och vid upphettning expanderar gasen och skapar den karakteristiska konsistensen hos kex och bröd.
Karbonater är måttligt starka baser. Vattenlösningar är basiska eftersom karbonatjonen kan ta emot en vätejon från vatten. CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH- Karbonater reagerar med syror och bildar salter av metallen, gasformig koldioxid och vatten. Detta är den reaktion som inträffar när ett antacidum som innehåller den aktiva ingrediensen kalciumkarbonat (CaCO3) reagerar med magsyra (saltsyra) CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Vätgaskarbonatanjonen är också en bas HCO3- + H3O+ → H2CO3 + H2O → CO2 + 2H2O Den är faktiskt starkare som bas än den är som syra. På grund av detta är vattenlösningar av salter av vätekarbonat svagt alkaliska (basiska) och är också aktiva ingredienser i många antacida.HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH- Om likvärdiga mängder natriumhydroxid och en lösning av natriumvätekarbonat kombineras och lösningen sedan avdunstar, bildas kristaller av en hydratiserad form av natriumkarbonat. Denna förening, Na2CO3 – 10H2O, kallas ibland tvättnatrium. Den kan användas som vattenavhärdning eftersom den bildar olösliga karbonater – till exempel kalciumkarbonat – som sedan kan filtreras bort från vattnet. Genom att försiktigt värma det hydratiserade natriumkarbonatet får man fram den vattenfria föreningen Na2CO3, som kallas soda eller helt enkelt soda inom den kemiska industrin. Detta är en viktig industrikemikalie som används i stor utsträckning vid tillverkning av andra kemikalier, glas, tvål, papper och massa, rengöringsmedel och vattenmjukgörare samt vid raffinering av petroleum.
En intressant användning av litiumkarbonat, Li2CO3, härrör från upptäckten att små doser av saltet, som administreras oralt, är en effektiv behandling av manodepressiva psykoser. Det är inte helt klarlagt hur denna behandling fungerar, men det är nästan säkert relaterat till Li+-jonens effekt på Na+:K+- eller Mg2+:Ca2+-balansen i hjärnan.
Mineralet kalciumkarbonat är mer känt som kalksten, ett mineral som i överflöd är näst vanligast efter de silikatbildande mineralerna i jordskorpan. Den mesta kalkstenen består av kalcit, som är kalciumkarbonatets lågtemperaturform. Kalcit uppstår när CaCO3 fälls ut under 30 °C (86 °F). Det kalciumkarbonat som fälls ut över 30 °C (högtemperaturformen) kallas aragonit. Transparent kalcit, som ibland kallas isländsk spat, har den ovanliga egenskapen dubbelbrytning. Det vill säga, när en ljusstråle går in i en enskild kalcitkristall bryts strålen upp i två strålar, och det uppstår två bilder av ett objekt som betraktas genom kristallen.
Dubbelrefraktion (eller dubbelbristning), som visar två strålar som uppstår när en enskild ljusstråle träffar en kalcitkristall i rät vinkel mot den ena sidan. Denna effekt uppstår på grund av den anisotropa skillnaden i ljusets hastighet när det färdas längs olika axlar i kristallen.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Eric L. Heyer-Grant Heilman
När koldioxidhaltigt vatten kommer i kontakt med kalkstenshällar löses stenarna upp eftersom Ca(HCO3)2, en vattenlöslig förening som bildar vattenhaltiga Ca2+ och HCO3-joner, bildas. Denna reaktion är alltså ansvarig för bildandet av de grottor som ofta finns i kalkstenshällar. Om vatten som innehåller Ca(HCO3)2 å andra sidan frigör koldioxid kan kalciumkarbonat återigen avsättas.Ca(HCO3)2 (vattenhaltigt) → CaCO3 + CO2 + H2O Dessa avsättningar av kalciumkarbonat är vad som kallas stalaktiter och stalagmiter, vackra formationer som finns i grottor och grottor. När vattenlösningar av Ca(HCO3)2 (en form av hårt vatten) värms upp observeras ofta utfällningar av kalciumkarbonat i form av kalkavlagringar (skorpa) i grytor, pannor och andra kärl som innehåller dessa lösningar. En metod för att avlägsna vattnets hårdhet är därför att utfälla vattenhaltiga Ca2+- och HCO3-joner i form av fast CaCO3, som sedan kan avlägsnas.