Угольная кислота в ее соли

Как сказано выше, при растворении СО; в воде частично образуется угольная кислота. При этом в растворе устанавливается равновесие

Существование равновесия объясняется тем, что угольная кислота является очень слабой кислотой (K₁ = 4,3 × 10^-3, K₂ = 4,7 × 10^-11при 25 °С). В свободном виде угольная кислота неизвестна, так как она неустойчива и легко разлагается.

Угольная кислота как двухосновная образует средние соли – карбонаты и кислые соли – гидрокарбонаты. Качественной реакцией на эти соли является действие на них сильных кислот. При этом угольная кислота вытесняется из своих солей и разлагается с выделением углекислого газа:

При пропускании СО; в известковую воду выпадает белый нерастворимый в воде осадок:

Из всех карбонатов в воде растворимы карбонаты щелочных металлов и аммония. Гидрокарбонаты большинства металлов хорошо растворимы в воде. В водных растворах карбонаты и гидрокарбонаты гидролизуются, давая при этом щелочную реакцию.

Под действием избытка оксида углерода (IV) нерастворимые в воде карбонаты превращаются в растворимые гидрокарбонаты:

Гидрокарбонаты при нагревании распадаются на карбонаты, углекислый газ и воду:

Все карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов, при нагревании разлагаются на оксид металла и диоксид углерода:

Карбонаты натрия и калия плавятся без разложения (t_пл (Na₂CO₃) =853 °С, t_пл (K₂CO₃) = 894 °С).

Из солей угольной кислоты наибольшее практическое значение имеет сода Na₂CO₃. Эта соль образует несколько кристаллогидратов, из которых самым устойчивым является Na₂CO₃ × 10Н₂O (кристаллическая сода). При прокаливании кристаллической соды получают безводную или кальцинированную соду Na₂CO₃. Широко используется также питьевая сода K₂HCO₃. Из солей других металлов важное значение имеют поташ К₂CO₃ и СаСО₃, распространенный в природе в виде известняка, мела и мрамора.

Соду, лишь в небольших количествах встречающуюся в природе (вода соляных озер, природные залежи), получают двумя способами: сульфатным и аммиачным.

В основе сульфатного способа (способ Н. Леблана) лежат следующие реакции:

Полученный в последней реакции сплав обрабатывается водой, раствор после отстаивания сливают и выпаривают и получают «сырую» (с примесями) соду, которую затем перекристал-лизовывают из воды.

Аммиачный способ (способ Э. Сольве) основан на следующих реакциях:

При температуре ниже 30 °С растворимость гидрокарбоната натрия значительно хуже, чем у NH₄HCO₃, NaCl и NH₄C1. Образовавшийся осадок питьевой соды отфильтровывают, промывают холодной водой и прокаливают:

Выделившийся при этом оксид углерода (IV) вновь используют в производстве. Нагревая раствор, содержащий хлорид аммония с известью, получают вновь аммиак: