For other uses, see Carbonate (disambiguation).
Carbonate Ball-and-stick model of the carbonate anion
Names
Systematic IUPAC name
Carbonate
Identifiers
ChemSpider 18519
Jmol interactive 3D Image
PubChem 19660
InChI
[show]
SMILES
[show]
Properties
Chemical formula
CO2−
3
Molar mass 60.01 g·mol−1
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Infobox references
In chemistry, a carbonate is a salt of carbonic acid,[1] characterized by the presence of the carbonate ion, CO2−
3. The name may also mean an ester of carbonic acid,[1] an organic compound containing the carbonate group C(=O)(O–)2.
The term is also used as a verb, to describe carbonation: the process of raising the concentrations of carbonate and bicarbonate ions in water to produce carbonated water and other carbonated beverages — either by the addition of carbon dioxide gas under pressure, or by dissolving carbonate or bicarbonate salts into the water.
In geology and mineralogy, the term "carbonate" can refer both to carbonate minerals and carbonate rock (which is made of chiefly carbonate minerals), and both are dominated by the carbonate ion, CO2−
3. Carbonate minerals are extremely varied and ubiquitous in chemically precipitated sedimentary rock. The most common are calcite or calcium carbonate, CaCO3, the chief constituent of limestone (as well as the main component of mollusc shells and coral skeletons); dolomite, a calcium-magnesium carbonate CaMg(CO3)2; and siderite, or iron(II) carbonate, FeCO3, an important iron ore. Sodium carbonate ("soda" or "natron") and potassium carbonate ("potash") have been used since antiquity for cleaning and preservation, as well as for the manufacture of glass. Carbonates are widely used in industry, e.g. in iron smelting, as a raw material for Portland cement and lime manufacture, in the composition of ceramic glazes, and more.
Contents
1 Structure and bonding
2 Chemical properties
3 Organic carbonates
4 Biological significance
5 Carbonate salts
6 Presence outside Earth
7 See also
8 References
9 External links
Structure and bonding
The carbonate ion is the simplest oxocarbon anion. It consists of one carbon atom surrounded by three oxygen atoms, in a trigonal planar arrangement, with D3h molecular symmetry. It has a molecular mass of 60.01 g/mol and carries a negative two formal charge. It is the conjugate base of the hydrogen carbonate (bicarbonate) ion, HCO3−, which is the conjugate base of H2CO3, carbonic acid.
The Lewis structure of the carbonate ion has two (long) single bonds to negative oxygen atoms, and one short double bond to a neutral oxygen.
Simple, localised Lewis structure of the carbonate ion
This structure is incompatible with the observed symmetry of the ion, which implies that the three bonds are equally long and that the three oxygen atoms are equivalent. As in the case of the isoelectronic nitrate ion, the symmetry can be achieved by a resonance between three structures:
Resonance structures of the carbonate ion
This resonance can be summarized by a model with fractional bonds and delocalized charges:
Delocalisation and partial charges on the carbonate ion Space-filling model of the carbonate ion
Chemical properties
Metal carbonates generally decompose on heating, liberating carbon dioxide from the long term carbon cycle to the short term carbon cycle and leaving behind an oxide of the metal.[1] This process is called calcination, after calx, the Latin name of quicklime or calcium oxide, CaO, which is obtained by roasting limestone in a lime kiln.
A carbonate salt forms when a positively charged ion, M+
, M2+
, or M3+
, attaches to the negatively charged oxygen atoms of the ion, forming an ionic compound:
2 M+
+ CO2−
3 → M
2CO
3
M2+
+ CO2−
3 → MCO
3
2 M3+
+ 3 CO2−
3 → M
2(CO
3)
3
Most carbonate salts are insoluble in water at standard temperature and pressure, with solubility constants of less than 1×10−8. Exceptions include lithium, sodium, potassium and ammonium carbonates, as well as many uranium carbonates.
In aqueous solution, carbonate, bicarbonate, carbon dioxide, and carbonic acid exist together in a dynamic equilibrium. In strongly basic conditions, the carbonate ion predominates, while in weakly basic conditions, the bicarbonate ion is prevalent. In more acid conditions, aqueous carbon dioxide, CO
2(aq), is the main form, which, with water, H
2O, is in equilibrium with carbonic acid - the equilibrium lies strongly towards carbon dioxide. Thus sodium carbonate is basic, sodium bicarbonate is weakly basic, while carbon dioxide itself is a weak acid.
Carbonated water is formed by dissolving CO
2 in water under pressure. When the partial pressure of CO
2 is reduced, for example when a can of soda is opened, the equilibrium for each of the forms of carbonate (carbonate, bicarbonate, carbon dioxide, a
สำหรับการใช้งานอื่น ๆ ดู คาร์บอเนต ( disambiguation )ราคาบอลและรุ่นติดของคาร์บอเนตไอออนชื่อชื่อสหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์ระหว่างประเทศระบบคาร์บอเนตตัวระบุเคมสไปเดอร์ 18519jmol แบบโต้ตอบ 3D ภาพ( 19660inchi[ แสดง ]ยิ้ม[ แสดง ]คุณสมบัติสูตรทางเคมีบริษัท เวสเทิร์น คาร์บอนไดออกไซด์3 .มวลโมเลกุล 60.01 Suite mol − 1 กรัมยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลจะได้รับวัสดุในสถานะมาตรฐานของพวกเขา ( ที่ 25 ° C [ 77 ° F ) , 100 kPa )กล่องข้อมูลอ้างอิงเคมี , คาร์บอเนตเป็นเกลือของกรดคาร์บอนิก , [ 1 ] ลักษณะการปรากฏตัวของคาร์บอเนตไอออน , CO2 −3 . ชื่ออาจหมายถึงเอสเทอร์ของกรดคาร์บอนไดออกไซด์ [ 1 ] สารอินทรีย์ที่มีกลุ่มคาร์บอเนต C ( = O ) ( O - ) 2 .เทอมนี้ยังใช้เป็นคำกริยา เพื่ออธิบายคาร์บอเนชั่น : กระบวนการของการเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตไอออนในน้ำผลิตน้ำอัดลมและเครื่องดื่มอื่น ๆ - อัดลมด้วยโดยการเติมก๊าซคาร์บอน ไดออกไซด์ภายใต้ความดัน หรือโดยละลายเกลือไบคาร์บอเนตคาร์บอเนต หรือในน้ำในธรณีวิทยาและ คำว่า " คาร์บอเนต " สามารถหมายถึงทั้งคาร์บอเนตแร่และหินคาร์บอเนต ( ซึ่งทำจากส่วนใหญ่เป็นแร่คาร์บอเนต ) และทั้งสองเป็น dominated โดยคาร์บอเนตไอออน , CO2 −3 . แร่คาร์บอเนตมีมากหลากหลายและแพร่หลายในเคมีตกตะกอนหินชั้น ส่วนใหญ่เป็นแร่แคลไซต์หรือแคลเซียมคาร์บอเนต , ส่วนประกอบหัวหน้าของหินปูนเป็นองค์ประกอบหลักของสัตว์จำพวกหอยและปลาหมึก หอย และปะการัง ) ; โดโลไมต์ , แคลเซียมแมกนีเซียมคาร์บอเนต camg ( co3 ) 2 ; และซิเดอไรต์ หรือเหล็ก ( II ) คาร์บอเนต feco3 สำคัญแร่เหล็ก โซเดียม คาร์บอเนต ( โซดา " หรือ " โซดา " ) และโพแทสเซียมคาร์บอเนต ( " เกลือสินเธาว์ " ) มีการใช้มาตั้งแต่สมัยโบราณ เพื่อทำความสะอาดและรักษาเป็นสำหรับการผลิตแก้ว คาร์บอเนตที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในอุตสาหกรรม เช่น ในการถลุงเหล็กเป็นวัตถุดิบในการผลิตปูนซีเมนต์และปูนขาว ในส่วนประกอบของเคลือบเซรามิกและอื่น ๆเนื้อหา1 โครงสร้างและการเชื่อม2 เคมีคุณสมบัติ3 อินทรีย์คาร์บอเนต4 ทางชีวภาพ .5 เกลือคาร์บอเนต6 อยู่นอกโลก7 ดู8 อ้างอิงการเชื่อมโยงภายนอก 9โครงสร้างและการเชื่อมคาร์บอเนตไอออนประจุลบ oxocarbon ที่ง่ายที่สุด ประกอบด้วยของคาร์บอนอะตอมล้อมรอบด้วยออกซิเจน 3 อะตอมในการจัดระนาบสามเหลี่ยมที่มีสมมาตรโมเลกุล d3h . มันมีมวลโมเลกุลของ 60.01 g / mol และถือลบสองอย่างเป็นทางการแล้ว เป็นคู่เบสของไฮโดรเจนคาร์บอเนตไบคาร์บอเนตไอออน hco3 −ซึ่งเป็นฐานของ h2co3 carbonic กรดเบส , .ที่ลูอิสโครงสร้างของคาร์บอเนตไอออน ( ยาว ) เดียวได้ 2 พันธะอะตอมออกซิเจนลบและหนึ่งสั้นพันธะคู่กับออกซิเจนที่เป็นกลางง่ายๆ แค่ลูอิสโครงสร้างของคาร์บอเนตไอออนโครงสร้างนี้ผิดกับ สังเกตความสมมาตรของไอออนซึ่งหมายความว่าสามพันธบัตรเท่าเทียมกันยาวและออกซิเจนสามอะตอมเทียบเท่า เช่นในกรณีของไอออนไนเตรตไอโซ เล็กทรอนิก , สมมาตรสามารถทำได้โดยเสียงสะท้อนระหว่างสามโครงสร้าง :โครงสร้างเรโซแนนซ์ของคาร์บอเนตไอออนเสียงสะท้อนนี้สามารถสรุปได้โดยรูปแบบพันธบัตรบางส่วนถูกเคลื่อนย้ายและค่า :delocalisation และบางส่วนค่าใช้จ่ายในคาร์บอเนตไอออนพื้นที่กรอกแบบของคาร์บอเนตไอออนคุณสมบัติทางเคมีคาร์บอเนตโลหะโดยทั่วไปเน่าในความร้อน , การปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากรอบระยะเวลาคาร์บอนยาวสั้นวงจรคาร์บอน และข้างหลังเป็นออกไซด์ของโลหะ [ 1 ] กระบวนการนี้เรียกว่าการเผาหลังจากเถ้าถ่านจากการเผาไหม้เหล็ก , ชื่อละตินของปูนขาวหรือแคลเซียมออกไซด์ โจโฉ ซึ่งได้มาจากการเผาในเตาเผาปูนขาว หินปูน .เป็นเกลือคาร์บอเนตฟอร์มเมื่อประจุบวก M + ไอออนM2 +หรือ M3 +ติดกับ , ประจุไฟฟ้าลบออกซิเจนอะตอมของสารประกอบไอออนเป็นไอออน :2 M ++ CO2 −3 → keyboard - key - name M2CO3 .M2 ++ CO2 −3 → keyboard - key - name MC53 .2 M3 ++ CO2 − 33 → keyboard - key - name M2 ( โค3 )3 .เกลือคาร์บอเนตส่วนใหญ่จะไม่ละลายในน้ำที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานที่มีค่าคงที่การละลายน้อยกว่า 1 × 10 − 8 ยกเว้น ได้แก่ ลิเทียม โซเดียม โพแทสเซียม และแอมโมเนียมคาร์บอเนตคาร์บอเนตยูเรเนียม , เช่นเดียวกับหลายในสารละลายคาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต คาร์บอนไดออกไซด์ และกรดคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในสมดุลแบบไดนามิก ในเงื่อนไขพื้นฐานอย่างมาก , คาร์บอเนตไอออนนํา ในขณะที่ในเงื่อนไขพื้นฐานอย่างอ่อน , ไบคาร์บอเนตไอออนเป็นที่แพร่หลาย ในเงื่อนไขเพิ่มเติมกรดคาร์บอนไดออกไซด์น้ำ , CO2 ( AQ ) , เป็นรูปแบบหลัก ซึ่งมีน้ำ , .20 , อยู่ในสมดุลกับกรดคาร์บอนิก - สมดุลอยู่ขอต่อคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้น โซเดียม คาร์บอเนตขั้นพื้นฐาน โซเดียมไบคาร์บอเนตจะติดปีกพื้นฐานในขณะที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตัวเองเป็นกรดอ่อนอัดลมถูกสร้างขึ้นโดยการละลาย โค2 ในน้ำภายใต้ความดัน เมื่อความดันย่อยของคาร์บอนมอนอกไซด์2 จะลดลง ตัวอย่างเช่น เมื่อสามารถของโซดาเปิดสมดุลของแต่ละรูปแบบของคาร์บอเนตคาร์บอเนต ไบคาร์บอเนต ลดคาร์บอนไดออกไซด์
การแปล กรุณารอสักครู่..