Kwasy nieorganiczne są bardzo ważne w przemyśle chemicznym. W końcu są one surowcami do wielu syntez, katalizują procesy, działają jako środki odwadniające podczas odwadniania i tak dalej.
Jeszcze cenniejsze są jednak ich sole – produkty substytucji wodoru za metal w składzie ich cząsteczek. Kwas węglowy jest pod tym względem szczególny. Wszakże sam w sobie praktycznie nie istnieje, w powietrzu natychmiast rozkłada się na dwutlenek węgla i wodę. Ale kwas węglowy tworzy sole znane człowiekowi od czasów starożytnych. Są bardzo popularne w wielu obszarach produkcji i działalności. Rozważymy je.
Sole kwasu węglowego: klasyfikacja
Przede wszystkim należy od razu zaznaczyć, że omawiane substancje można nazwać inaczej. Tak się złożyło, że wszystkie nazwy zakorzeniły się i są używane do dziś, zarówno historycznie ugruntowane, jak i trywialne, oraz dane dotyczące racjonalnej nomenklatury. Tak więc sole kwasu węglowego nazywają się tak:
- węglany;
- wodorowęglany;
- dwutlenek węgla;
- wodorowęglan;
- węglowodory.
Takoczywiście każdy ma swoją własną nazwę, która jest indywidualna.
Powyższe nazwy natychmiast odzwierciedlają klasyfikację rozważanych związków. Ponieważ kwas jest dwuzasadowy, tworzy również sole dwóch rodzajów:
- średni;
- kwaśny.
Do nazwy tego ostatniego dodawane są przedrostki hydro- lub bi-. Prawie każda sól metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych jest praktycznie ważnym związkiem, którego ludzie potrzebują w swojej działalności gospodarczej.
Historia odkrycia i użytkowania
Od czasów starożytnych ludzie znali sole kwasu węglowego. Rzeczywiście, nawet w starożytnym Egipcie do budowy stosowano gips, alabaster, wapień i marmur.
W pismach Pliniusza Starszego wspomina się o technologicznym procesie pozyskiwania wapna przez spalanie wapienia. Słynny cud świata - piramidy - wzniesiono z gipsu i materiałów z niego pozyskiwanych. Potaż był uzyskiwany z popiołów roślin i używany do prania ubrań, a następnie do produkcji mydła.
Oznacza to, że ludzie prawie zawsze wiedzieli, jak korzystać z produktów, które daje natura. Jednak to, że są to sole kwasu węglowego, jaką mają strukturę, w jaki sposób można je sztucznie zsyntetyzować i jakie są ich inne właściwości, stało się znane znacznie później, już w XVII-XVIII wieku.
W dzisiejszych czasach wiele węglanów metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych jest również szeroko stosowanych, niektóre z nich akceptująważny element w procesach obiegu wód gruntowych.
Depozyty w naturze
W procentach rozważane minerały zajmują około 5% całej masy skorupy ziemskiej. Powstają głównie na zewnątrz, tworząc skały. Ponadto wiele soli powstaje w procesach hydrotermalnych.
Mikroorganizmy, mięczaki oraz inne zwierzęta i rośliny przyczyniają się do powstawania węglanów za pomocą środków biochemicznych. Często sole kwasu węglowego znajdują się w rudach, towarzysząc im tworząc związki.
Najbardziej znane minerały i skały tych związków:
- kalcyt;
- dolomit;
- kreda;
- marmur;
- wapień;
- gips;
- magnezyt;
- siderite;
- malachit.
Sposoby pozyskiwania i aplikacji
Sole kwasu węglowego nazywane są węglanami (jeśli mówimy o średnich odmianach). Oznacza to, że koniecznie zawierają jon węglanowy, którego wzór to CO32-. Aby dopełnić pełny obraz, jest to sól, w której brakuje jedynie kationu metalu i wskaźników odzwierciedlających skład ilościowy związku. Jest to wykorzystywane w metodach laboratoryjnych do otrzymywania tych substancji.
W końcu, oprócz ekstrakcji z naturalnych źródeł, sole węgla mogą być również syntetyzowane w reakcjach wymiany, łączenia i podstawienia. Jednak takie metody nie mają praktycznego znaczenia, ponieważ uzysk produktu jest zbyt mały i energochłonny.
Gdzie jest zastosowanie soli kwasu węglowego, w jakich obszarach? Dokażdy z nich jest indywidualny, ale ogólnie można zidentyfikować kilka głównych branż.
- Biznes budowlany.
- Przemysł chemiczny.
- Produkcja szkła.
- Wytwarzanie mydła.
- Synteza papieru.
- Przemysł spożywczy.
- Produkcja detergentów i środków czyszczących.
- Węglany wapnia są źródłem jonów metali w organizmach żywych istot.
Przyjrzyjmy się konkretnie kilku przykładom węglanów, ich składowi i znaczeniu.
Węglan wapnia
Jak wspomniano powyżej, ta substancja jest źródłem jonów wapnia Ca2+ w ludzkim ciele. A to jest bardzo ważne. W końcu biorą udział w utrzymaniu stałości układu buforowego krwi, są częścią kości, paznokci, włosów, wzmacniają szkliwo zębów.
Z powodu braku wapnia rozwijają się różne choroby, w tym tak groźne jak niewydolność serca, osteoporoza, zmiany patologiczne w soczewce gałki ocznej i inne.
Ponadto węglan wapnia jest również stosowany w przemyśle budowlanym. W końcu jego odmiany to:
- kreda;
- marmur;
- wapień.
Złoża tej soli są na tyle bogate, że człowiek nie odczuwa w niej deficytu. Często jest sprzedawany w postaci oczyszczonej w postaci tabletek, jak na poniższym zdjęciu. To prawda, że aby wapń był wystarczająco dobrze wchłaniany, wymagana jest obecność witaminy D.
Węglan sodu
Sól węglowakwasy - węglany - są również ważne w ludzkich domach. Tak więc węglan sodu lub węglan sodu u zwykłych ludzi nazywa się sodą. Nie jest to jednak substancja, która odgrywa ważną rolę w przygotowywaniu różnych potraw. Nie, sól ta jest używana do celów domowych do czyszczenia domowych powierzchni produktów: wanien, zlewozmywaków, naczyń i innych. Jest lepiej znany jako soda kalcynowana lub soda do prania, jest również stosowany w produkcji szkła, produkcji mydła.
Wzór tego związku to Na2CO310H2O. Jest to średnia wodna sól związana z krystalicznymi hydratami. Występuje w naturze w postaci minerałów oraz w składzie skał. Przykłady:
- tron;
- nakholit;
- termonatryt.
Często izolowane od wodorostów, ich popiołu. To właśnie ta metoda była wykorzystywana w starożytności do pozyskiwania surowców do produkcji mydła lub po prostu do prania ubrań. Najbogatszą rośliną zawierającą tę sól jest mikstura sodowa. Jego popiół jest najbardziej akceptowalny do uzyskania węglanu sodu.
Potas
Wzór soli kwasu węglowego o tej nazwie to K2CO3. Jest to biały krystaliczny higroskopijny proszek. Sól średniowodna o bardzo dobrej rozpuszczalności. Związek ten był również znany ludziom od dawna i jest szeroko stosowany do dziś. Synonimy nazw:
- węglan potasu;
- potaż;
- węglan potasu.
Główne zastosowania są następujące.
- Jakodczynnik w procesach produkcji mydła w płynie.
- Do syntezy szkła kryształowego i optycznego, szkła ogniotrwałego.
- Do barwienia tkanin.
- Jako nawóz do upraw.
- W branży budowlanej - w celu obniżenia temperatury zamarzania mieszanek budowlanych.
- W etui na zdjęcia.
Główną przemysłową metodą otrzymywania tej soli jest elektroliza chlorku wapnia. Tworzy to wodorotlenek, który reaguje z dwutlenkiem węgla i tworzy potaż. Naturalnym surowcem są popioły zbóż i alg, które zawierają go dużo.
Napój gazowany
Sole kwaśne kwasu węglowego są nie mniej ważne niż średnia. Na przykład wodorowęglan sodu, którego wzór to NaHCO3. Jego inna nazwa, lepiej znana wszystkim, to napój gazowany. Na zewnątrz jest to biały drobny proszek, który jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Związek jest niestabilny po podgrzaniu, natychmiast rozkłada się na dwutlenek węgla, wodę i średnią sól. Pozwala to na wykorzystanie sody oczyszczonej jako buforu w środowisku wewnętrznym organizmów żywych.
Istnieje również kilka innych zastosowań tego związku:
- przemysł spożywczy (zwłaszcza cukierniczy);
- medycyna (leczenie oparzeń kwasami);
- w syntezach chemicznych w produkcji tworzyw sztucznych, barwników, tworzyw piankowych, chemii gospodarczej;
- w przemyśle lekkim i tekstylnym (garbowanie skóry, wykańczanie tkanin jedwabnych itp.);
- używane, gdyprodukcja napojów gazowanych i różnych potraw kulinarnych;
- Gaśnice są wypełnione wodorowęglanem sodu.
Dwuwęglan wapnia
Ten kwasowy kwas węglowy jest ważnym elementem obiegu wód gruntowych. Związek ten zapewnia powstawanie chwilowej twardości wody, która jest niwelowana przez gotowanie. Jednocześnie to właśnie wodorowęglan wapnia przyczynia się do ruchów masowych węglanów w przyrodzie, czyli przeprowadza ich krążenie. Wzór dla tego związku to Ca(HCO3)2.
