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碳的含氧酸和含氧酸鹽


銅臭 / 2022-07-28

   二氧化碳溶于水,有一部分與水化合而形成碳酸,

CO?+H?O=H?CO?
故二氧化碳是碳酐。一氧化碳雖 然不能認(rèn)為是甲酸的酐,但它在高溫時(shí)與堿作用而產(chǎn)生甲酸鹽,從而可制得自由的甲酸(或稱亞碳酸)。
CO+NaOH=HCOONa
HCOONa+HgSO?=NaHSO?+HCCOH
碳酸是二元酸,有兩個可被金屬取代的氫。甲酸為一元酸,只能分出一個可為金屬所取代的氬離子,碳酸可形成兩種鹽:酸式碳酸鹽,M?(I)HOO3和碳酸鹽, M?(I)CO3, 甲 酸只有一一種甲酸鹽,HCOOM(I)。在中式鹽溶液內(nèi)有碳酸根離子和甲酸根離子的存在,在碳酸根離子內(nèi)三個氧原子在同一平面上對稱地排列在碳的周圍。

這是一種碳的化合物,其中的碳原子沒有四面體的對稱性,而三個 氧原子同在一平面上,對碳的關(guān)系毫無差別,故三個氧原子中不會象有些秸構(gòu)式所表示的有一個氧原子是以雙鍵與碳相結(jié)合。
  甲酸的秸構(gòu)式為

1.碳酸和碳酸鹽
  二氧化碳的水溶液顯弱酸性,使石 蕊變杠。由此可知二氧化碳在水內(nèi)有一部分變?yōu)樘妓?,后者離解為離子:
H?CO?=H?+HCO??
HCO??=H?+CO???
這兩步的離解常數(shù)在25°C時(shí)是K?=4.45x10??,K?= 5.7x10?¹¹由于碳酸的酸性很弱,它的鹽在溶液內(nèi)為水所分解: 
M????CO?+H?O=M???OH+M???HCO?
M???HCO?+H?O=M???OH+H?CO?
因此,碳酸鹽溶液顯堿性。這不僅中性鹽如此,酸式鹽也是如此。堿金屋、堿土金屋和少數(shù)其他二價(jià)金屬的酸式碳酸鹽皆存在,并且除酸式碳酸鈉(或稱碳酸氫鈉)外,余皆易溶于水。蘇爾雜和侯德榜制堿法都是利用碳酸氫鈉有較低溶解度的性質(zhì),將其從溶液內(nèi)分離出來,碳酸氫鈉在溶液內(nèi)加熱即失去CO?而轉(zhuǎn)變?yōu)橹惺教妓徕c。中式碳酸鹽主要是由一價(jià)和二價(jià)金屬所形成,除堿金屬的碳酸鹽外,其余中式碳酸鹽皆難溶于水。
  所有的碳酸鹽皆為不揮發(fā)的酸所分解。很弱的酸(象研酸、 硅酸和它們的酐等)只在高溫時(shí)使中性碳酸鹽分解。破金局碳酸鹽雖程熔化也不分解,其他碳酸鹽于加熱即失去CO?:
M????CO?=M????O+CO?
2.甲酸和甲酸鹽
  精甲酸(或稱蛾酸)是無色而有刺鼻臭味的波體,皮膚觸及即起疤。柏加冶卻即基精為固體,在8.43°C熔化。滿點(diǎn)為100.6°C它與水完全溶合。
  甲酸是很強(qiáng)的還原劑,能使貴金屬從它們的鹽中還原分出,并與氯化采按照下式反應(yīng): 
HCOOH+2HgCl?=CO?+2HCl+Hg?Cl?
用銠粉為催化劑,甲酸在常溫時(shí)即分解為氬和二氧化碳:
HCOOH=H?+CO?
3.乙酸和乙酸鹽
  乙酸HC?H?O?又名醋酸,是酸醋中的主要粗分。它是無色液體,有刺激臭味,雖極稀的溶液也呈酸味。無水乙酸容易凝固;固體的熔點(diǎn)是16.7°C,沸點(diǎn)118.1°C。它與水、乙醇、三氯甲烷、甘油可完全混溶。它是一種弱酸。作為一個弱電解質(zhì),乙酸的電離作用與阿侖尼烏斯的理論符合。
  乙酸鹽,除銀和汞???鹽外,皆易溶于水,其中應(yīng)用最廣的是乙酸鈉。乙酸 鈉極易溶于水,幷容易從水內(nèi)秸晶出來,晶體是三水化物NaC?H?O?· 3H?O,在75°C時(shí)熔融,幷溶解在自己的秸晶水內(nèi),在約120°C時(shí)就完全脫水。無水鹽在319°C熔化。乙酸鈉常用于“緩沖”乙酸溶液,使溶液的酸度降低,并在定限度內(nèi)不使有顯著改變。
 

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