Диоксид углерода.
В противоположность большинству карбонатов, все бикарбонаты в воде растворимы. Наиболее важной кислой солью угольной кислоты является гидрокарбонат натрия (“двууглекислая” или “питьевая” сода). Гидролиз её при обычных условиях незначителен (реакция раствора на лакмус почти нейтральна). При нагревании он заметно увеличивается, а около 60
°С углекислый газ начинает частично выделяться из раствора.
Содержащийся в карбонатах ион СО32- имеет структуру равностороннего треугольника с атомом С в центре (d(CO) = 129 пм). В ионе НСО3
- для двух атомов кислорода d(CO) = 126 пм (с углом 125
° между ними), тогда как для третьего d(СО) = 135 пм.
Одно из важных применений NaHCO3 связано с изготовлением огнетушителей. Пламя может быть потушено одним из следующих способов (или их комбинированием): 1) удалением горючего материала, 2) прекращением доступа кислорода и 3) охлаждением горящего вещества ниже его температуры воспламенения. Огнетушители с NaHCO3 работают по второму и отчасти третьему способам. Баллон заполнен крепким раствором NaHCO3 (с примесью веществ, способствующих образованию пены). В верхней части баллона имеется стеклянная ампула, содержащая серную кислоту. Для приведения огнетушителя в действие его переворачивают вверх дном и разбивают ампулу помещённым в крышке ударником. Кислота вступает в соприкосновение с раствором NaHCO3, причём тотчас образуется большое количество углекислого газа. Насыщенная им жидкость вытекает сильной струёй и покрывает горящее место густой пеной. Последняя охлаждает его (за счёт испарения воды), главным же образом изолирует от кислорода воздуха, благодаря чему прекращается горение.
Иногда для тушения огня пользуются небольшими баллонами с жидким СО2. При испарении последнего горящее вещество одновременно охлаждается (за счёт испарения СO2) и изолируется от кислорода воздуха слоем углекислого газа. Главное преимущество огнетушителей этого типа заключается в том, что СО2 испаряется без остатка, и предметы окружающие место горения не портятся.
Перексидные соединения углерода производятся от неизвестных в свободном состоянии надугольной и мононадугольной кислот: НООС
-О
-О
-СООН и НООС
-О
-О
-Н. Соли надугольной кислоты (надуглекислые, или перкарбонаты) известны для Na, K и Rb. Они образуются в результате анодного окисления концентрированных растворов карбонатов при низких температурах (по схеме: 2СО3
”
- 2е
- = С2О6
”) и представляют собой бесцветные (или бледно-синеватые) кристаллические вещества, чрезвычайно гигроскопичные, но в сухом состоянии устойчивые. При нагревании эти соли переходят в карбонаты с выделением углекислого газа и кислорода, при растворении подвергаются гидролизу:
К2С2О6 + 2 Н2О
Û 2 КНСО3 + Н2О2 .
При действии на них кислот выделяющаяся Н2С2О6 тотчас распадается на Н2О2 и СО2.
Для мононадугольной кислоты известны не только средние (как для надугольной), но и кислые соли. Те и другие могут быть получены взаимодействием с углекислым газом пероксидов или гидропероксидов щелочных металлов по схемам:
Э2О2 + СО2 = Э2СО4 или ЭООН + СО2 = ЭНСО4.
По свойствам они похожи на соли надугольной кислоты. Известны также продукты присоединения пероксида водорода к карбонатам, например “персоль” Na2CO3
·1,5Н2О2
·Н2О. Являются ли пероксидные производные угольной кислоты продуктами присоединения или истинными солями надугольных кислот, до конца не ясно. Надуглекислый калий (К2С2О6) применяется иногда в качестве окислителя при химических анализах. Из нейтрального раствора КI он тотчас выделяет свободный иод.
Кроме воды, СО2 способен присоединять аммиак уже при обычных условиях с образованием карбаминовокислого аммония:
СО
2
+ 2 NH3 = CO(NH2)ONH4.
Эта нестойкая соль неизвестной в свободном состоянии аминоугольной кислоты при нагревании до 190
°С под давлением около 200 атм отщепляет молекулу воды и переходит в карбамид:
СО(NH2)ONH4 + 29 кДж = Н2О + СО(NH2)2.
Карбамид (иначе мочевина) представляет собой бесцветные кристаллы (т. пл. 133
°С), хорошо растворимые в воде (приблизительно 1:1 по массе при обычных условиях). В расплавленном состоянии он является хорошим растворителем многих неорганических веществ, а с солями ряда металлов способен образовывать комплексные соединения. Взаимодействие карбамида с пиросерной кислотой по реакции:
Смотрите также
Шестая группа периодической системы
Атомы элементов VI группы характеризуются двумя
различными структурами внешнего электронного слоя содержащего либо шесть, либо
одного или двух электронов. К первому типу, помимо кислорода, относится ...
Определение степени минерализации воды в реках г. Уссурийска
...
Бром
...