☰ Содержание · Химия

Угольная кислота и карбонаты. Практическая работа 1

Уроки 11–12 · 2 урока · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
11

Угольная кислота и свойства карбонатов

Учебник: с. 53–60
ЦельЗнать состав, свойства и взаимные превращения угольной кислоты, карбонатов и гидрокарбонатов; записывать качественную реакцию на карбонат-ион.
Новые слова
карбонат · karbonatгидрокарбонат · gidrokarbonatпитьевая (пищевая) сода NaHCO₃ · ichimlik sodasi NaHCO₃кальцинированная (стиральная) сода Na₂CO₃ · kir soda Na₂CO₃
Объяснение

Угольная кислота H₂CO₃ — неустойчивая слабая двухосновная кислота, существующая только в растворе: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃, и диссоциирует она в две ступени: H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻, HCO₃⁻ ⇄ H⁺ + CO₃²⁻. Она образует средние соли — карбонаты (K₂CO₃, CaCO₃) и кислые соли — гидрокарбонаты (KHCO₃, Ca(HCO₃)₂). В воде растворяются только карбонаты щелочных металлов и аммония и все гидрокарбонаты; остальные карбонаты нерастворимы. Сильные кислоты вытесняют CO₂ из карбонатов и гидрокарбонатов: CO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂O + CO₂↑, HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑ — это и есть качественная реакция на карбонат-ион (газ мутит известковую воду). При нагревании карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов, разлагаются: CaCO₃ → CaO + CO₂ (при нагревании), а гидрокарбонаты превращаются в карбонаты: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O. В природе равновесие CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇄ Ca(HCO₃)₂ создаёт пещеры, сталактиты и сталагмиты. Реакция Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃ даёт питьевую соду; кальцинированную соду используют в производстве стекла, мыла и бумаги, а известняк и мрамор — строительные материалы. Раствор Na₂CO₃ имеет щелочную среду вследствие гидролиза.

Примеры
При нагревании 168 г NaHCO₃ (M = 84 г/моль, 2 моль): 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O получается 1 моль Na₂CO₃ (106 г) и 1 моль CO₂ (44 г).
При нагревании 84 г MgCO₃ (M = 84 г/моль, 1 моль): MgCO₃ → MgO + CO₂↑ получается 1 моль MgO (40 г) и 1 моль CO₂ (44 г); масса сохраняется: 84 = 40 + 44.
Работа в классе

«Модель пещеры»: демонстрация учителя — капля разбавленной лимонной кислоты на кусочке мела (или известняка) показывает пузырьки газа. Учащиеся наблюдают, записывают уравнение и объясняют, как образуются сталактиты. С кислотой работает только учитель; опыты с кислотами дома не проводить.

Упражнения
1
Какие карбонаты растворяются в воде?
2
Запишите сокращённое ионное уравнение для CaCO₃ + HCl.
3
Сколько граммов CO₂ выделяется при нагревании 168 г NaHCO₃? (M(NaHCO₃) = 84, M(CO₂) = 44)
4
Почему водный раствор Na₂CO₃ имеет щелочную среду?