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碳酸根

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碳酸根,外文名Carbonate,化學式為CO32-,是一種弱酸根,在水中易水解產生碳酸氫根氫氧根
中文名
碳酸根
外文名
Carbonate
化學式
CO32-
類    別
弱酸根
性    質
易水解

碳酸根結構

碳酸根中的碳原子以sp2雜化軌道成鍵、離子中存在3個σ鍵,由C的3個sp2雜化軌道和三個O原子的2p軌道結合,離子為正三角形,而C中與分子平面垂直的另一個p軌道會與3個O原子中與分子平面垂直的p軌道結合成大π鍵,再加上所帶的兩個電荷,大π鍵中共有6個電子,從而形成π(6,4)鍵。碳酸根的離子半徑小於次氯酸根,但是碳酸根可極化性也很強,能被極化。

碳酸根化學性質

1、與酸反應:
2、與鹼(Ca(OH)2、Ba(OH)2)反應;與鹽(CaCl2、BaCl2)反應:
3、水解:

碳酸根檢驗方法

碳酸根中學化學方法

因為碳酸根離子易與氫離子結合生成二氧化碳氣體,所以可用酸來檢驗。
實驗室一般用稀鹽酸澄清石灰水來檢驗。取樣,加入鹽酸生成的氣體通入澄清的石灰水中。可以觀察到有無色無味的氣體生成,且該氣體通入澄清的石灰水中有淺黃色沉澱生成的現象。則説明該物質中含有碳酸根離子或者碳酸氫根離子或亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子。另取試樣,加入氯化鈣有沉澱生成,即可證明含有碳酸根離子。其實也可以直接加入氯化鈣產生淺黃色沉澱,加入稀鹽酸,產生無色無味的氣體,通入澄清石灰水中出現淺黃色沉澱,即可證明 [1] 

碳酸根滴定法

油田主要用化學滴定法測定碳酸根和碳酸氫根,可以鹽酸為滴定劑,用電導滴定法快速測定工業水中HCO3-含量。因為水中電導率會隨着鹽酸滴入而發生變化,所以通過測電導率值可繪製出滴定曲線,確定滴定終點,進而求出HCO3-的含量。此方法簡單快速、結果準確、精密度高,滴定終點極易確定,適合於水質檢驗、環境監測和工業生產監控。滴定法是比較傳統且非常成熟的一種測定方法,能夠簡單快捷地測得水樣中HCO3-的含量,但主要適合於實驗室臨時操作。 [2] 

碳酸根電極法

離子選擇電極是20世紀60年代發展起來的一種新的電化學分析工具,設備簡單、測量方便、易於自動化、分析準確、快捷,在國外已廣泛應用於工業分析。採用雙電極法來測定碳酸根和碳酸氫根,電極為測氫離子濃度的離子選擇電極和502型二氧化碳氣敏電極,並把整個測試系統設計成測量HCO3-和CO32-的自動化儀表,該系統以單片機為核心進行控制和信號處理,採用高輸入阻抗的測量電路與高內阻的CO2相匹配,信號放大電路實現信號放大,温度補償電路以保證溶液温度的穩定。整個測試過程只需十多分鐘,並可長時間連續工作,但對外界環境的穩定性和電極測量的重現性要求較高。實現測量的準確性、快速性,並實現儀器的小型化、智能化,可方便地用於在線測定。 [2] 

碳酸根其他方法

有學者提出了基於氣態進樣技術的電感耦合等離子體原子光譜法對水樣中HCO3-和CO32-含量進行測定。將試樣與一定量的稀鹽酸反應生成的CO2以氣態進樣方式導入儀器進行檢測,測定CO2氣體中碳含量的分析譜線波長為247.86nm。實驗將同一份試樣溶液與不同體積的0.01mol/L鹽酸溶液反應,繪製出CO2的釋放量與相應的鹽酸消耗量(mL)之間的曲線,即可計算出樣品中CO32-和HCO3-的含量,HCO3-和CO32-的檢出限分別為0.21mg/L和0.82mg/L。 [2] 

碳酸根常見碳酸鹽

碳酸鹽
化學式
碳酸鈉
Na2CO3
碳酸鈣
CaCO3
碳酸鋇
BaCO3
碳酸鉀
K2CO3
碳酸鎂
MgCO3
碳酸銨
(NH4)2CO3
參考資料