碳的含氧酸和含氧酸盐

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碳的含氧酸和含氧酸盐

铜臭 / 2022-07-28

二氧化碳溶于水，有一部分与水化合而形成碳酸，

CO₂+H₂O=H₂CO₃

故二氧化碳是碳酐。一氧化碳虽然不能认为是甲酸的酐，但它在高温时与碱作用而产生甲酸盐，从而可制得自由的甲酸(或称亚碳酸)。

CO+NaOH=HCOONa

HCOONa+HgSO₄=NaHSO₄+HCCOH

碳酸是二元酸，有两个可被金属取代的氢。甲酸为一元酸，只能分出一个可为金屬所取代的氩离子，碳酸可形成两种盐:酸式碳酸盐，M₂(I)HOO3和碳酸盐， M₂(I)CO3, 甲酸只有一一种甲酸盐，HCOOM(I)。在中式盐溶液内有碳酸根离子和甲酸根离子的存在，在碳酸根离子内三个氧原子在同一平面上对称地排列在碳的周圍。

这是一种碳的化合物，其中的碳原子沒有四面体的对称性，而三个氧原子同在一平面上，对碳的关系毫无差别，故三个氧原子中不会象有些秸构式所表示的有一个氧原子是以双键与碳相結合。

甲酸的秸构式为

1.碳酸和碳酸盐

二氧化碳的水溶液显弱酸性，使石蕊变杠。由此可知二氧化碳在水内有一部分变为碳酸，后者离解为离子:

H₂CO₃=H⁺+HCO₃⁻

HCO₃⁻=H⁺+CO₃⁻⁻

这两步的离解常数在25°C时是K₁=4.45x10⁻⁷,K₂= 5.7x10⁻¹¹由于碳酸的酸性很弱，它的盐在溶液内为水所分解:

M₂⁽ᴵ⁾CO₃+H₂O=M⁽ᴵ⁾OH+M⁽ᴵ⁾HCO₃

M⁽ᴵ⁾HCO₃+H₂O=M⁽ᴵ⁾OH+H₂CO₃

因此，碳酸盐溶液显碱性。这不仅中性盐如此，酸式盐也是如此。碱金屋、碱土金屋和少數其他二价金屬的酸式碳酸盐皆存在，并且除酸式碳酸鈉(或称碳酸氫鈉)外，余皆易溶于水。苏尔雜和侯德榜制碱法都是利用碳酸氢鈉有較低溶解度的性质，将其从溶液内分离出来，碳酸氢鈉在溶液內加热即失去CO₂而轉变为中式碳酸鈉。中式碳酸盐主要是由一价和二价金属所形成，除碱金屬的碳酸盐外，其余中式碳酸盐皆难溶于水。

所有的碳酸盐皆为不揮发的酸所分解。很弱的酸(象研酸、硅酸和它們的酐等)只在高温时使中性碳酸盐分解。破金局碳酸盐虽程熔化也不分解，其他碳酸盐于加热即失去CO₂:

M⁽ᴵᴵ⁾CO₃=M⁽ᴵᴵ⁾O+CO₂

2.甲酸和甲酸盐

精甲酸(或称蛾酸)是无色而有刺鼻臭味的波体，皮肤触及即起疤。柏加冶却即基精为固体，在8.43°C熔化。满点为100.6°C它与水完全溶合。

甲酸是很强的还原剂，能使贵金属从它們的盐中还原分出，并与氯化采按照下式反应:

HCOOH+2HgCl₂=CO₂+2HCl+Hg₂Cl₂

用銠粉为催化剂，甲酸在常温时即分解为氩和二氧化碳:

HCOOH=H₂+CO₂

3.乙酸和乙酸盐

乙酸HC₂H₃O₂又名醋酸，是酸醋中的主要粗分。它是无色液体，有刺激臭味，虽极稀的溶液也呈酸味。无水乙酸容易凝固;固体的熔点是16.7°C，沸点118.1°C。它与水、乙醇、三氯甲烷、甘油可完全混溶。它是一种弱酸。作为一个弱电解质，乙酸的电离作用与阿侖尼烏斯的理論符合。

乙酸盐，除銀和汞⁽ᴵ⁾盐外，皆易溶于水，其中应用最广的是乙酸鈉。乙酸鈉极易溶于水，幷容易从水内秸晶出来，晶体是三水化物NaC₂H₃O₂· 3H₂O,在75°C时熔融，幷溶解在自己的秸晶水内，在約120°C时就完全脱水。无水盐在319°C熔化。乙酸鈉常用于“缓冲”乙酸溶液，使溶液的酸度降低,并在定限度内不使有显著改变。

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