CO2在水中的溶解度不大，298K时，1L水中溶1．45g（约0．033mol）。但并非全部溶解的CO2与H2O反应而生成H2CO3，转变的只有1～4％。所以从CO2的饱和溶液算出的H2CO3电离常数，其数量级应该是10（-4次方）而不是10（-7次方）。因为CO2能溶于水，所以蒸馏水的pH值常小于7。

       H2CO3为二元酸，它能生成两种盐：碳酸氢盐及碳酸盐。

碳原子在这两种离子中均以sp2杂化轨道与外来的4个电子生成四个键，离子为平面三角形。

       了解这些盐类在水中的溶解性、水解性和热稳定性很有必要。

       （1）溶解性：所有碳酸氢盐都溶于水。正盐中只有铵盐和碱金属的盐溶于水。迄今为止，只知道碱金属和NH4+离子有固态的酸式盐，它们在水中的溶解度比相应的正盐的溶解度小，这同HCO3-离子在它们的晶体中通过氢键结合成链有关。

       由于多数碳酸盐的溶解度小，自然界有许多碳酸盐矿石。大理石、石灰石、方解石以及珍珠、珊瑚、贝売等的主要成分都是CaCO3。白云石、菱镁矿含有MgCO3。地表层中的碳酸盐矿石在CO2和水的长期侵蚀下可以部分地转变为Ca（HCO3）2而溶解。所以天然水中含有Ca（HCO3）2，它经过长期的自然分解或人工加热，又析出CaCO3。

CaCO3＋CO2＋H2O  ⇋Ca(HCO3)2

这个转化反应能说明自然界中钟乳石和石笋的形成和暂时硬水软化的原理。

       （2）水解性：这里只就这种水解性引起一些反应得到多种产物的复杂情况作些补充。

       在金属盐类（碱金属和NH4+盐除外）溶液中加可溶性碳酸盐，产物可能是碳酸盐，或碱式碳酸盐或氢氧化物。究竟是哪种产物，取决于反应物、生成物的性质和反应条件。如果金属离子不水解，将得到碳酸盐。如果金属离子的水解性极强，其氢氧化物的溶度积又小，如Al3+、Cr3+和Fe3+等，将得到氢氧化物。

2Al3+＋3CO32-＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑

有些金属离子如Cu2+、Zn2+、Pb2+和Mg2+等，其氢氧化物和碳酸盐的溶解度相差不多，则可能得到碱式盐。

2Cu2+＋2CO32-＋H2O＝Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑

       （3）热稳定性：许多金属元素的碳酸盐，如CaCO3、ZnCO3和PbCO3加热即分解为金属氧化物和CO2，而钠、钾、钡的碳酸盐在高温下也不分解。碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用有关。阳离子对CO32-离子产生反极化作用，使CO32-不稳定以致于分解。阳离子的极化作用越大，碳酸盐就越不稳定。H+（质子）的极化作用超过一般金属离子。所以有下列热稳定性顺序：

M2CO3＞M（HCO3）2＞H2CO3（M表示一价金属）

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