Compuºii anorganici ai carbonului

 Dintre compuºii anorganici ai carbonului, cei mai importanþi ºi mai rãspîndiþi sînt: oxidul de carbon (IV) CO2, acidul carbonic H2CO3 ºi sãrurile lui, numite carbonaþi ºi hidrocarbonaþi: CO2 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 oxid de acid carbonat hidrogenocarbonat carbon (IV) carbonic de sodiu de sodiu 4.14. Compuºii anorganici ai carbonului 4.14.1. Oxidul de carbon (IV) Structura. Molecula de CO2 conþine douã legãturi covalente duble polare: O=C=O. În ansamblu însã, molecula este nepolarã ºi se leagã slab cu alte molecule de CO2. De aceea, gheaþa uscatã (CO2 solid) se volatilizeazã fãrã a se topi, adicã se sublimeazã (amintiþi-vã de sublimarea iodului). Obþinerea. În naturã, oxidul de carbon (IV) se formeazã la oxidarea ºi arderea compuºilor ce conþin carbon, precum ºi la respiraþia animalelor ºi plantelor. Conþinutul atmosferic al dioxidului de carbon este de circa 0,03%. În laborator, oxidul de carbon (IV) se obþine la acþiunea acidului clorhidric asupra marmurei (fig. 4.37): CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 Proprietãþile fizice. Oxidul de carbon (IV) este un gaz incolor, de 1,5 ori mai greu decît aerul. Are solubilitate redusã: într-un volum de apã, la presiune obiºnuitã, se dizolvã aproximativ un volum de CO2. Proprietãþile chimice. Fiind un oxid acid tipic, oxidul de carbon (IV) interacþioneazã cu apa (reversibil), cu oxizii bazici (de exemplu, cu CaO), cu bazele alcaline (NaOH, Ca(OH)2). De asemenea CO2 interacþioneazã cu unele sãruri (CaCO3 + H2O) şi cu carbonul. (Unele dintre aceste proprietãþi vor fi analizate în continuare.) ® Fig. 4.37. Obflinerea CO2 în laborator. Soluþie de HCl CaCO3 CO2 aer În Italia existã o peºterã în care, din crãpãturile pãmîntului, se degajã dioxid de carbon; acesta se acumuleazã deasupra solului, formînd un strat gros de circa 40 cm. Ea a fost botezatã „peºtera cîinilor“. Oamenii trec prin ea ºi nu pãþesc nimic, dar cîinii mor. De ce? Orizonturile chimiei Scrie ecuaþiile acestor reacþii. 110 Nemetalele şi compuşii lor Se ºtie cã oamenii ºi animalele nu pot trãi într-o atmosferã cu exces de dioxid de carbon, iar plantele îl absorb la luminã. Acest proces, numit fotosintezã, decurge conform schemei: luminã, clorofilã 6CO2 + 6H2O —–———® C6H12O6 + 6O2 – Q glucozã Utilizarea. Oxidul de carbon (IV) are multe domenii de utilizare (fig. 4.38). ® Fig. 4.38. Utilizarea oxidului de carbon (IV). Oxidul de carbon (IV) este un oxid acid. Dizolvîndu-se în apã, CO2 interacþioneazã parþial cu ea. Se formeazã acidul carbonic H2CO3, instabil, care se scindeazã din nou: CO2 + H2O ¬® H2CO3 Acidul carbonic este un acid dibazic slab. Acesta disociazã în douã etape: Etapa I H2CO3 ¬® H+ + HCO3 – – ion de hidrogenocarbonat Etapa a II-a HCO– 3 ¬® H+ + CO3 2– – ion de carbonat H2CO3 ¬® 2H+ + CO3 2– De aici rezultã cã acidul carbonic formeazã douã tipuri de sãruri – neutre ºi acide. De exemplu: Sãruri neutre Na2CO3, CaCO3, MgCO3, BaCO3 (carbonaþi) Sãruri acide NaHCO3, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 (hidrogenocarbonaþi) Acidul carbonic este instabil ºi nu existã ca reactiv chimic. Iar sãrurile lui, carbonaþii, sînt substanþe solide, C=O H–O H–O C=O Na–O Na–O Alcãtuieºte un eseu dupã schema utilizãrii dioxidului de carbon. 4.14.2. Acidul carbonic ºi sãrurile lui C=O Na–O H–O Acidul carbonic nu existã ca reactiv chimic. Gheaþã uscatã Produse alimentare Stingãtor Carbamidã La producerea zahãrului În serã Medicamente zahãr sodã 111 Nemetalele şi compuşii lor bine-cunoscute ºi întrebuinþate pe larg. De exemplu, CaCO3 este calcarul, creta, marmura, Na2CO3 este soda calcinatã, NaHCO3 – soda alimentarã. Obþinerea ºi proprietãþile carbonaþilor. Carbonaþii se obþin prin reacþia oxidului de carbon (IV) cu oxizii bazici sau alcaliile: CaO + CO2 = CaCO3 carbonat de calciu 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O La barbotarea dioxidului de carbon prin apa de var sau prin hidroxidul de bariu (soluþie de Ca(OH)2 sau de Ba(OH)2), se formeazã un precipitat alb sau se observã o tulburare, ceea ce serveºte la identificarea oxidului de carbon (IV) ºi a carbonaþilor: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3¯ + H2O Ca 2+ + 2OH– + CO2 = CaCO3¯ + H2O În exces de CO2, precipitatul de carbonat de calciu se dizolvã, formînd hidrogenocarbonatul de calciu: CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 hidrogenocarbonat de calciu Carbonaþii tuturor metalelor (cu excepþia celor alcaline!) se descompun la încãlzire. De exemplu, calcarul CaCO3 se descompune în var nestins ºi dioxid de carbon: CaCO3 = t o CaO + CO2 carbonat oxid de calciu de calciu Prezenþa hidrogenocarb