Axit cacbonic và muối cacbonat

A. Axit cacbonic (H₂CO₃)

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

• Nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí CO₂ tạo thành dung dịch axit cacbonic. Khi đun nóng, khí CO₂ bay ra khỏi dung dịch

2. Tính chất hóa học

• H₂CO₃ là một axit yếu, dung dịch H₂CO₃ làm quỳ chuyển thành màu đỏ nhạt
• H₂CO₃ là một axit không bền: H₂CO₃ tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành CO₂ và H₂O

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ (phản ứng thuận nghịch)

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

B. Muối Cacbonat

1. Phân loại

Muối cacbonat được chia làm 2 loại là muối trung hòa và muối axit:

• Muối trung hòa: Na₂CO₃, CaCO₃
• Muối axit (hiđrocacbonat) có nguyên tố H trong gốc axit: NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂,…

2. Tính chất vật lí

2.1. Tính tan

Đa số các muối cacbonat không tan trong nước, chỉ có một số muối cacbonat tan được như Na₂CO₃, K₂CO₃, (NH₄)₂CO₃,…

• Hầu hết các muối hiđrocacbonat đều tan trong nước như NaHCO₃,Ca(HCO₃)₂,...
• Hầu hết muối cacbonat trung hòa không tan, như CaCO₃, BaCO₃, MgCO₃…

3. Tính chất hóa học

3.1. Tác dụng với axit mạnh (HCl, HNO₃, H₂SO₄,...) tạo muối mới + CO₂

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

3.2. Tác dụng với dung dịch bazơ

• Muối cacbonat tan tác dụng được với dung dịch bazơ

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2KOH + CaCO₃

Kết tủa vẩn đục màu trắng khi cho K₂CO₃ tác dụng với Ca(OH)₂ 

Nhận xét: Một số dung dịch muối cacbonat phản ứng với dung dịch bazơ tạo thành muối cacbonat không tan và dung dịch bazơ mới. 

• Muối hidrocacbonat tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành muối trung hòa và nước. 

KHCO₃ + Ba(OH)₂ → KOH + BaCO₃ + H₂O

NaHCO₃ + 2KOH → Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O

3.3. Tác dụng với dung dịch muối

Muối cacbonat tan tác dụng được với dung dịch muối tạo thành 2 muối mới

Na₂CO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaCO₃↓

2NaHCO₃ + BaCl₂ → 2NaCl + BaCO₃↓ + H₂O + CO₂

3.4. Bị nhiệt phân hủy

CaCO₃ CaO + CO₂

2NaHCO₃ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Ca(HCO₃)₂ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Riêng FeCO₃ khi nung trong không khí hoặc trong điều kiện có khí oxi thì sẽ tạo ra oxit sắt (III).

4. Ứng dụng

• CaCO₃ là thành phần chính của đá vôi, được dùng để sản xuất vôi, xi măng,...
• Na₂CO₃ được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,..
• NaHCO₃ được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...

Ứng dụng Muối Cacbonat

C. Chu trình cacbon trong tự nhiên

• Hô hấp của động vật, thực vật, đốt cháy thực vật, các thức ăn bị thối rữa do vi khuẩn và vi sinh…tạo ra lượng lớn CO₂ trong khí quyển.
• Cây xanh quang hợp lấy CO₂ trong khí quyển để tổng hợp diệp lục.