ככל שאדם לומד על העולם שסביבו, כך מבין יותר את המגבלות ואת שלמותו של הידע שלהם. לקחת, למשל, מים מוגזים. כפי שאתה יודע, משקה זה שונה מעובדה אחרת כי הוא מכיל במינונים קטנים של חומצה פחם, אשר מיד מתחיל להתפורר ברגע שאנחנו פותחים את הפקק על הבקבוק. לכן, אין לנו ספק אישור בספר הלימוד לכימיה כי חומר זה הוא מאוד לא יציב. בשלב הגז, זה הופך מהר מאוד לתערובת של מים רגילים ואת דו תחמוצת הפחמן הרגיל. עם זאת, כמו מחקרים שנעשו לאחרונה הראו, זה בהחלט אפשרי להתווכח עם זה. אבל ראשית בואו נזכור שזה חומר נתון.

מהו חומצה קואלית?

הנוסחה של זה תרכובת כימית זה נראה די פשוט: H 2 CO 3. נוכחותם של שני אטומי מימן מציין כי חומצה זו היא דו-שנתית, וחוסר היציבות שלו מדבר על חולשתה. כפי שהוא ידוע, דיסוציאציה של חומצות מתרחשת במים, ואת המתחם הנדון אינו נופל על פי יוצא מן הכלל. עם זאת, יש תכונה אחת: בשל נוכחות של שני בסיסים, תהליך זה מתרחש בשני שלבים:

H 2 CO 3 ↔ H + + NSO 3 -

NSO 3 - ↔ H + + CO3 2-.

כאשר אינטראקציה עם בסיס חזק, חומצה קואלית צורות רגיל או חומצה פחמתי. זה האחרון שונים כי הם לא מוחלפים על ידי שני, אבל רק אטום אחד מימן. דוגמה חיה של קרבונט רגיל היא סודה כביסה (NA 2 CO 3), ואת התפקיד של המדגם של הידרוקרבונט יכול לשחק אבקת סודה לשתייה (Nahco 3).

מה הצלחת לזהות מדענים?

כאשר protensioning אשלגן אשלגן נטול אשלגן (KNSO 3) בטמפרטורה של -10 מעלות צלזיוס, מימן דופק על אטום ק. התוצאה היא חומצה קואלי נקי מאוד. מאוחר יותר, שיטה קלה יותר נמצאה - חימום ואקום NH 4 HCO 3. כתוצאה של פירוק זה של ביקרבונט אמוניום, אמוניום נכבד וחומצה קואלי נטולת נטולת. האחרון מציג יציבות מדהימה במהלך סובלימציה ב Vacuo. כאשר המדענים החלו לחקור את הפרדוקס הזה, התברר כי הסיבה טמונה בערך של מחסום האנרגיה. עבור מתחם נטול מים H 2 CO 3, הוא 44 קק"ל / מול, וכאשר יש מים, הערך שלה הוא כמעט פעמיים מתחת - 24 קק"ל / מול. אז בתנאים המתאימים, חומצה קואלית עשויה להיות בטופס חופשי. עם זאת, גילוי זה מעניין לא רק במונחים של תורת הכימיה. הערך המעשי שלו הוא שאפשר ללמוד את תהליך הנשימה בצורה חדשה. עכשיו מדענים מאמינים כי היווצרות האורגניזם החי של חומצה קואלית מאיצה בעזרת אנזים מיוחד, ופשוט מאפשר לך להסיר במהירות פחמן דו חמצני מהתאים הראשון לתוך הדם, ולאחר מכן לתוך הריאות.

גילוי זה לא היה מבולבל לנצל את האסטרונומים: מצב חופשי של פחמן דו חמצני איפשר להם לבצע את הניתוח הספקטרלי שלה, ועכשיו תרכובת זו יכולה להיות מזוהה באווירה של כוכבי הלכת סביבנו. כל זה מצביע על כך שהעולם עדיין מלא סודות וסודות שונים. נראה כי ספרי הלימוד המודרניים לא יצטרכו לשכתב, ציון ישן ופתח ידע חדש.

מידע כללי חומצה פחם חומצה דיבורית חלשה. הוא אינו מודגש בצורתו הטהורה. הוא נוצר בכמויות קטנות בפירוק של פחמן דו חמצני במים, כולל פחמן דו חמצני מן האוויר. יוצר מספר נגזרים אורגניים ואורגניים אורגניים: מלחים (פחמטים וביקרבונטים), אסטרים, תיאורים וכו '.

פירוק בעת הגדלת הטמפרטורה של הפתרון ו / או ירידה בלחץ חלקי של פחמן דו חמצני, שיווי המשקל במערכת הוא זז משמאל, אשר מוביל את הפירוק של חלק חומצה קואלית לתוך מים דו תחמוצת הפחמן. כאשר רותחים, חומצה פחם demcompes לחלוטין:

קבלת חומצה קואלית נוצרת כאשר פחמן דו חמצני מומס במים. התוכן של חומצה קואלית בפתרון עולה עם ירידה בטמפרטורה של הפתרון ולהגדיל את הלחץ של פחמן דו חמצני. כמו כן, חומצה קואלי נוצר באינטראקציה של מלחייה (פחמטים ו bicarbonates) עם חומצה חזקה יותר. במקביל, רוב חומצה קואלי וכתוצאה מכך, ככלל, מתפרקים לתוך מים דו חמצני פחמן

השימוש בחומצה קואלי הוא תמיד נוכח בפתרונות מימיים של פחמן דו חמצני (מים מוגזים). בביוכימיה, רכושם של מערכת שיווי המשקל משמש לשינוי לחץ הגז ביחס לשינוי בתוכן של יוני אוקסוניה (חומציות) בטמפרטורה מתמדת. זה מאפשר לך להירשם בזמן אמת כמובן של תגובות אנזימטיות המתרחשות עם שינוי בפתרון pH

נגזרות אורגניות של חומצה קואלי רשמית יכול להיחשב חומצה carboxylic עם קבוצה hydroxyl במקום שאריות פחמימנים. בתפקיד זה, הוא יכול ליצור את כל הנגזרים המאפיינים של חומצות carboxylic. כמה נציגים של חיבורים אלה מופיעים בטבלה. מחלקה של תרכובות דוגמה של תרכובות פוליקרבונט פוליקרבונט פוליקרבונט chloranhydridridhosgen amidimoevin nitrilyucian חומצה anhydridyri- coronal חומצה

פחמן (iv) תחמוצת, חומצה קואלית ומלחים שלה

ד ' פחמן eoxide.CO 2 (פחמן דו חמצני) - בתנאים רגילים, זה גז ללא צבע וריח, טעם חומצי במקצת, אוויר כבד הוא כ -1.5 פעמים, מסיס במים, די בקלות נוזלי (בטמפרטורת החדר תחת לחץ של כ 60 ∙ 10 5 PA יכול להיות הפך לנוזל). כאשר קירור ל -56.2 מעלות צלזיוס, פחמן דו חמצני מתמצק ומסתובב מסה בצורת שלג.

בכל אופן מצבים מצטברים הוא מורכב ממולקולות לא-פולאריות. מבנה כימי CO 2 מולקולות נקבעים על ידי SP-Hewbridization של אטום פחמן מרכזי ואת היווצרות של π נוספים יחסי ציבור: O \u003d C \u003d O.

חלק מן מומס הרצון של CO 2 אינטראקציה עם זה עם חומצה פחם לוקח:

CO 2 + H 2 O ↔ CO 2 ∙ H 2 O ↔ H 2 CO 3.

פחמן דו חמצני הוא מאוד נספג בקלות על ידי Alkali פתרונות עם היווצרות של פחמתי ו bicarbonates:

CO 2 + 2NOOH \u003d NA 2 CO 3 + H 2 O; CO 2 + NAOH \u003d Nahco 3.

CO 2 מולקולות הם יציבים מאוד תרמית, ריקבון מתחיל רק בטמפרטורה של 2000ºС. מסיבה זו, פחמן דו חמצני כבוי ואינו תומך בעירה של דלק רגיל. אבל באטמוספירה שלו, חלקם בוערים חומרים פשוטים, אשר אטומים להראות זיקה גדולה עבור חמצן, למשל, מגנזיום כאשר אורות מחומם באטמוספירה 2.

חומצה קואלית H 2 CO 3 - הקישוריות היא שבירה, קיימת רק בפתרונות מימיים. רוב דו תחמוצת הפחמן מומס במים הוא בצורה של מולקולות משותפות hydrated, קטן יותר - טפסים חומצה קואלי.

פתרונות מימיים כי הם שיווי משקל עם CO 2 אטמוספרות הם חומציים: \u003d 0.04 מ 'ו ph ≈ 4.

חומצה קואלית - שני צירים, מתייחס אלקטרוליטים חלשים, דיסוקטס Stevise (K 1 \u003d 4, 4 ∙ 10 -7, K 2 \u003d 4, 8 ∙ 10 -11). כאשר CO 2 מתמוסס במים, הינה היתרה הדינמית הבאה:

H 2 O + CO 2 ↔ CO 2 ∙ H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -

כאשר הפתרון מימית של פחמן דו חמצני מחומם, המסיסות של גז ירידה, CO 2 משוחרר מהפתרון, ואת שיווי המשקל הוא זז משמאל.

להיות דו-שנתי, חומצה קואלי צורות שתי שורות של מלחים: מלחים בינוניים (פחמטים) וחומצתי (פחמימנים). רוב מלחי חומצה קרבוניים הם חסרי צבע. מ Carbonates מסיס במים רק מלחים של מתכת אלקלית ואמוניום.

במים, פחמן נתון הידרוליזה, ובקשר עם זאת, הפתרונות שלהם יש תגובה אלקליין:

NA 2 CO 3 + H 2 O ↔ Nahco 3 + NaOH.

עוד הידרוליזה עם היווצרות של חומצה קואלית בתנאים רגילים כמעט לא הולך.

ההתפרצות במים של פחמימנים מלווה גם בהידרוליזה, אלא למידה פחותה יותר, והמדיום נוצר על ידי אלקליין מעט (pH ≈ 8).

אמוניום פחמתי (NH 4) 2 CO 3 מאופיין בתנודתיות גדולה עם מוגבה ואפילו בטמפרטורה רגילה, במיוחד בנוכחות אדי מים, אשר לגרום הידרוליזה חזקה.

חומצות חזקות ואפילו חומצה אצטית חלשה מחליקה חומצה פחמן מ קרבנציה:

K 2 CO 3 + H 2 אז 4 \u003d k 2 אז 4 + H 2 O + CO 2.

בניגוד לרוב הפחמן, לבדו ביקונטים במים מסיסים. ʜᴎʜᴎ פחות יציב מאשר פחמיות של אותן מתכות וכאשר מחומם הוא בקלות מתפורר, הופך לתוך פחמימות המתאים:

2khco 3 \u003d k 2 CO 3 + H 2 O + CO 2;

CA (HCO 3) 2 \u003d CACO 3 + H 2 O + CO 2.

חומצות חזקות, bicarbonates הם decomposed, כמו פחמטים:

KHCO 3 + H 2 SO 4 \u003d KHSO 4 + H 2 O + CO 2

נתרן קרבונט (סודה), אשלגן קרבונט (אשלג), סידן קרבונט (גיר, שיש, אבן גיר), סודיום ביקרבונט (שתייה סודה) וקוהא הראשי (Cuachite) הם החשובים ביותר.

המלחים העיקריים של חומצה פחמן במים הם כמעט בלתי מסיסים וכאשר מחומם הוא בקלות decomposed:

(Cuoh) 2 CO 3 \u003d 2cuo + CO 2 + H 2 O.

יציבות תרמית של פחמטים תלוי בתכונות הקיטוב של יונים הכלולים פחמתי. ככל שהפעולה הקטובית גדולה יותר יש kation על יון פחמתי, נמוך יותר את טמפרטורת הפירוק של המלח. אם הקצב יכול להיות מעוות בקלות, אז יון פחמתי יהיה גם השפעה מקוטבת על הקצב, אשר יוביל לירידה חדה בטמפרטורת הפירוק מלח.

נתרן אשלגן פחמתי נמס ללא פירוק, ורוב הנותרים carbonates הם decomposed על תחמוצת מתכת דו תחמוצת הפחמן:

MGCO 3 \u003d MGO + CO 2.

תחמוצת פחמן (II)

מולקולה CO יש את המבנה הבא

: מ ≡ על אודות :

שתי איגרות חוב נוצרות בשל התאמת 2R-electrons של אטומי פחמן וחמצן, החיבור השלישי נוצר על ידי מנגנון תורם- acceptor עקב פחמן 2R- מסלולית חינם 2R- זוג אלקטרוני אטום חמצן. רגע הדיפל של המולקולה אינו משמעותי, בעוד שאטום יעיל על אטום פחמן הוא שלילי, ועל אטום חמצן הוא חיובי.

מאז מבנה המולקולה דומה למבנה של מולקולת החנקן. תכונות גשמיות. CO יש נקודות נמוכות נמוכות מאוד (- 204º) ו רותחים (- 191.5ºAL), זה גז חסר צבע, רעיל מאוד, חסר ריח, sovs - קצת יותר קל מאשר אוויר. אנחנו לא מסים במים, וזה לא אינטראקציה עם זה.

Co נחשב תחמוצת לא יציבה, כי בתנאים רגילים, זה לא אינטראקציה עם חומצות או עם אלקלייס. הוא נוצר במהלך שריפת פחם ותרכובות פחמן עם גישה חמצן מוגבל, גם עם אינטראקציה של פחמן דו חמצני עם פחם חם: CO 2 + C \u003d 2SO.

במעבדה, הוא מתקבל מחומצה אורבינית עם חומצה גופרתית מרוכזת על זה כאשר מחומם:

Nson + h 2 כך 4 (קונס ') \u003d CO + H 2 אז 4 ∙ H 2 O.

זה יכול לשמש גם חומצה אוקסידית. חומצה גופרתית בתגובות אלה פועלות כסוכן השקיה.

בתנאים רגילים, זה מספיק אינרנטן מספיק, אבל כאשר מחומם, נכסים שיקומיים תערוכות, אשר בשימוש נרחב pyrometallurgy כדי לקבל כמה מתכות: FE 2 O 3 + 3CO \u003d 2FE + 3CO 2.

על שיתוף האוויר הוא בוער עם להבה כחולה עם כמות גדולה של חום: 2 + O 2 \u003d 2 \u003d 2 + 569 KJ.

בנוסף לחמצן על אור השמש הישיר או בנוכחות זרז (פחם פעיל) עם כלור, יצירת פוסגנה:

CO + CL 2 \u003d COCL 2.

Phosgen הוא גז חסר צבע עם ריח אופייני. במים, הוא מסיר, אבל כמו כלוריד פחם כלוריד הוא בהדרגה hydrolyzed על פי התוכנית: COCL 2 + 2H 2 O \u003d 2HCL + H 2 CO 3. בשל הרעילות הגבוהה, שימש פוסגן להרעלת קרב למלחמת העולם הראשונה. אפשר לנטרל את זה עם סיד סיד.

כאשר מחומם עם חמצון וגופרית: CO + S \u003d COS.

מולקולה CO יכולה לפעול כליגנד בהקצאות מורכבות שונות. בשל הזוג האלקטרוני של unconvorory של פחמן, הוא מציג תכונות תורם σ, בשל Orbitals חינם Π-אפייה, π-acceptor תכונות התערוכה. של עניין מיוחד הם קומפלקסים carbonyl של מתכות D, כי הפירוק התרמי של carbonyls מתקבל על ידי מתכות טוהר גבוהה.