Właściwości kwasu węglowego (23 fakty, które powinieneś wiedzieć)

by

Kwas węglowy to kwas mineralny który zawiera węgiel, podwójny tlen i pojedyncze wiązanie węgiel-grupa hydroksylowa. Wyjaśnijmy właściwości fizyczne i chemiczne kwasu węglowego.

Kwas węglowy jest słabym i niestabilnym kwasem, który tworzy sole węglanowe i wodorowęglanowe. Szybko dysocjuje na CO2 i H2O. W roztworze wodnym zachowuje się jak kwas dwuzasadowy, który traci dwa H+ jony. Wzajemna konwersja między CO2 a kwas węglowy występuje w procesie oddychania w płucach ludzi lub zwierząt.

Skupmy się na wiązaniach, temperaturach topnienia, temperaturach wrzenia, reakcjach, polaryzacji, gęstości i stanie fizycznym, szczegółowo opisując wiele innych istotnych tematów.

Kwas węglowy Nazwa IUPAC

Połączenia Nazwa IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej) kwasu węglowego to sam kwas węglowy.

Wzór chemiczny kwasu węglowego

Kwas węglowy ma wzór chemiczny H2CO3. W tym wzorze atom węgla jest atomem centralnym i jest połączony z dwiema grupami hydroksylowymi (OH) przez dwa pojedyncze wiązania, a reszta atomu tlenu przez jedno podwójne wiązanie.

Kwas węglowy Numer CAS

Połączenia Numer rejestru CAS (autentyczny identyfikator numeryczny, który może zawierać do 10 cyfr) kwasu węglowego wynosi 463-79-6.

Identyfikator pająka chemicznego kwasu węglowego

Kwas węglowy ma Chemiczny Pająk ID (ChemSpider to bezpłatna baza danych struktur chemicznych) 747.

Klasyfikacja chemiczna kwasu węglowego

  • Kwas węglowy można sklasyfikować chemicznie jako kwas mineralny lub kwas nieorganiczny.
  • Kwas węglowy jest również słabym kwasem, ponieważ stała dysocjacji H2CO3 jest stosunkowo niski i nie może całkowicie zjonizować do węglanu (CO32-) i jony wodorowe. H2CO3 = 2H+ + CO32- (Ka = 4.5 × 10-7).

Masa molowa kwasu węglowego

Masa 1-molowego kwasu węglowego wynosi 62.03 g.

Kolor kwasu węglowego

Kwas węglowy ma zielony kolor z nieregularną plamką, gdy dwutlenek węgla reaguje z wodą.

Lepkość kwasu węglowego

Połączenia lepkość czystego kwasu węglowego nie można zmierzyć, ponieważ nie można go otrzymać w czystej postaci płynnej. Występuje w postaci roztworu wodnego lub w postaci gazowej.

Gęstość molowa kwasu węglowego

Gęstość molowa kwasu węglowego wynosi 0.01612 mol/cm3 ponieważ ma gęstość 1.0 g/cm3.

Temperatura topnienia kwasu węglowego

Kwas węglowy ma temperaturę topnienia -800 C lub -1120 F.

Temperatura wrzenia kwasu węglowego

Temperatura wrzenia kwasu węglowego wynosi 333.60 C lub 606.60 F. Ale kiedy H2CO3 jest podgrzewany, rozkłada się na wodę i dwutlenek węgla (CO2)

Stan kwasu węglowego w temperaturze pokojowej

Kwas węglowy występuje jako ciężki gaz w temperaturze otoczenia. Krystaliczną postać stałą można uzyskać tylko w temperaturze -800 C)

Wiązanie kowalencyjne kwasu węglowego

W sumie jest ich sześć wiązania kowalencyjne obecny w kwasie węglowym. Jedno podwójne wiązanie występuje między siarką a jednym atomem tlenu, a pozostałe dwa pojedyncze wiązania kowalencyjne występują między węglem i dwiema grupami OH.

właściwości kwasu węglowego
Wiązania kowalencyjne w kwasie węglowym

Promień jonowy/kowalencyjny kwasu węglowego

Promień kowalencyjny lub jonowy kwasu węglowego lub dowolnego związku nie może być zmierzony, ponieważ promień kowalencyjny lub jonowy można określić tylko dla dowolnego pojedynczego atomu, a nie dla związku.

Konfiguracje elektronów kwasu węglowego

Konfiguracja elektronów definiuje się jako układ elektronów w różnych powłokach elektronicznych lub orbitalach. Omówmy konfigurację elektronową kwasu węglowego.

Węgiel i tlen różnią się liczbą elektronów, która wynosi [He] 2s2 2p2 i [On] 2s2 2p4 odpowiednio. Wodór ma konfigurację elektronową 1s1. Konfiguracja elektronowa ma znaczenie tylko dla każdego atomu, który nie jest przyłączony do innych atomów lub grup.

Stan utlenienia kwasu węglowego

Stopień utlenienia H2CO3 wynosi zero, ponieważ jest to neutralny związek bez ładunku. Centralny atom, węgiel, jest w kwasie węglowym na stopniu utlenienia +4. Każdy z dwóch atomów tlenu grupy OH znajduje się na -1, a tlen połączony wiązaniem podwójnym jest na stopniu utlenienia -2.  

Kwasowość/alkaliczność kwasu węglowego

Kwas węglowy jest słabym kwasem nieorganicznym o pka wartości 6.77 (pka1) i 9.93 (pka2).

Czy kwas węglowy jest bezwonny?

Kwas węglowy jest bezwonnym związkiem gazowym, ale ma zasadowy smak.

Hydraty kwasu węglowego

  • Kwas węglowy to nic innego jak uwodnione cząsteczki dwutlenku węgla. Kryształ tego słabego kwasu zawiera cząsteczki wody (znane jako woda krystaliczna) i tworzy hydraty, H2CO3.nH2O, w którym n może wynosić 1,2,3 i 4.
  • Atomy tlenu kwasu węglowego mogą również działać jako akceptor wiązania wodorowego, a atomy wodoru jako donor wiązania wodorowego. Tak więc kwas węglowy tworzy hydraty w roztworze wodnym.

Struktura krystaliczna kwasu węglowego

Stały kwas węglowy ma jednoskośny struktura krystaliczna. Grupa przestrzenna kryształu kwasu siarkowego to p21/c o jednostkach wzoru 4 w ogniwie o wymiarach a= 5.392 A0, b= 6.661 A0, c= 5.690 A0, oraz α= 900 β= 92.660 γ= 92.660.

Polaryzacja i przewodność kwasu węglowego

  • Kwas węglowy jest związkiem polarnym ze względu na swoje wiązania polarne i względny układ wiązań polarnych. Dlatego ma stały moment dipolowy 0.10491 Debye.
  • As Kwas węglowy dysocjuje na jony węglanowe i wodorowe, przewodzi prąd w roztworze wodnym. H2CO3 = 2H+ + CO32-

Reakcja kwasu węglowego z kwasem

Kwas węglowy nie reaguje z żadnym kwasem, ponieważ ma charakter kwaśny.

Reakcja kwasu węglowego z zasadą

Kwas węglowy reaguje z zasadą (posiadającą grupę OH) tworząc sól i wodę.

  • 2NaOH + H2CO3 = Na2CO3 + H2O
  • 2 KOH + H2CO3 =K2CO3 + H2O

Reakcja kwasu węglowego z tlenkiem

Kwas węglowy reaguje z tlenkiem metalu (ZnO) i tworzy węglan metalu (ZnCO3).

  • H2CO3 + ZnO = ZnCO3 + H2O

Reakcja kwasu węglowego z metalem

  • Kwas węglowy nie reaguje z metalami w ich czystej postaci, tworząc węglany metali.
  • Powstają w wyniku reakcji mocnej zasady, takiej jak NaOH, KOH lub tlenek metalu i kwas węglowy.

Wnioski

Kwas węglowy ma szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Jest stosowany w przemyśle napojów do przygotowywania napojów oraz w laboratorium do wytrącania soli amonowych. Jedną z najważniejszych biologicznych ról kwasu węglowego jest bycie pośrednim w procesie oddychania.