碳酸

碳酸酸性極低，其飽和水溶液pH約為5.6，其水溶液顯酸性故可以使指示劑變色（可以使石蕊溶液變紅色）。

結構簡式：HO—CO—OH在CO₂溶於水時形成。

純的碳酸以C(OH)₄存在是個不穩定的晶體，遇水劇烈分解。

碳酸是一種二元酸，其電離分為兩步：

H₂CO₃ ⇌ HCO₃^- + H⁺ ； K_a1 = 4.2×10^-7 mol/L； pK_a1 = 6.38(25 °C)

HCO₃^-⇌ CO₃^2- + H⁺ ； K_a2 = 5.61×10^-11 mol/L； pK_a2 = 10.25 (25 °C)

需要注意的是，以上所述值並不適用於實際估算碳酸的酸性，因為單個碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強。實際上，碳酸分子只出現於二氧化碳和水的動態平衡中，其濃度比二氧化碳低得多，故酸度實際上較低。

碳酸是二元弱酸，會分步電離，有微腐蝕性。

H₂CO₃ ⇌ HCO₃^- + H⁺

HCO₃^- ⇌ CO₃^2- + H⁺

碳酸顯酸性，會使紫色石蕊試液變成紅色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸（H₂CO₃）——飽和CO₂溶液中只有1%的CO₂與H₂O化合成碳酸。在常温時，CO₂ ：H₂CO₃為600 ：1。碳酸的熱穩定性很差。碳酸加熱時全部分解並放出二氧化碳。碳酸在鹼的作用下，能生成酸式碳酸鹽M(HCO₃)₂和碳酸鹽MCO₃（M代表二價金屬）。許多金屬的酸式碳酸鹽的溶解度稍大於正鹽，其溶解度和Pco₂（二氧化碳分壓）有關。Pco₂大，碳酸鹽溶解於水；Pco₂小（或升温），析出碳酸鹽，自然界的鐘乳石就是這樣形成的。硬水加熱軟化就是因為生成了碳酸鹽沉澱。所有的酸式碳酸鹽受熱均分解為CO₂和相應的正鹽。

已製備出純碳酸（碳酸晶體），但條件非常苛刻，要保存在絕對無水的條件下，不然純碳酸會劇烈分解。 ^[2] 

有時，碳酸也會給我們日常生活帶來麻煩。地面上的二氧化碳氣體溶於水，生成碳酸。當地面水滲入地下時，碳酸也被帶到地下，並與地下石灰岩裏不溶於水的碳酸鈣發生化學反應，生成可溶於水的碳酸氫鈣。含有碳酸氫鈣的水稱為“硬水”，因此地下水都屬於“硬水”。江河裏的水不含碳酸氫鈣，不是“硬水”。

有些地方所用的自來水的水源是地下水，在煮開水時，水中的碳酸氫鈣受熱分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。碳酸鈣是不溶解在水中的沉澱物，它沉積在水壺和鍋爐的壁上，天長日久便成為一層白色的很堅硬的物質，稱為鍋垢（俗稱水鹼）。這層碳酸鈣的導熱性很差，因此燒水時會浪費燃料。如果鍋爐和管道中的鍋垢太厚，還有發生爆炸的危險。所以，工業生產中總是把“硬水”先用化學方法除去或減少碳酸鈣，使它軟化以後再用。