Axit cacbonic, là một dung dịch nước của carbon dioxide, có thể tương tác với các oxit bazơ và lưỡng tính, amoniac và kiềm. Kết quả của phản ứng thu được muối vừa - cacbonat, và với điều kiện là lấy dư axit cacbonic - bicacbonat. Trong bài viết này, chúng ta sẽ làm quen với các tính chất vật lý và hóa học của magie bicacbonat, cũng như các đặc điểm về sự phân bố của nó trong tự nhiên.
Phản ứng định tính ion bicacbonat
Vừa là muối vừa có tính axit, axit cacbonic đều tương tác với axit. Kết quả của phản ứng, khí cacbonic được giải phóng. Có thể phát hiện sự có mặt của nó bằng cách cho khí thu được đi qua dung dịch nước vôi trong. Độ đục được quan sát thấy do sự kết tủa của một kết tủa canxi cacbonat không hòa tan. Phản ứng minh họa cách magie bicacbonat, chứa ion HCO3-, phản ứng như thế nào.
Tương tác với muối và kiềm
Làm thế nào để phản ứng trao đổi xảy ra giữa các dung dịch của hai muối được tạo thành bởi các axit có độ mạnh khác nhau, ví dụ, giữa bari clorua và một muối magiê của axit? Nó đi kèm với sự hình thành một muối không hòa tan - bari cacbonat. Các quá trình như vậy được gọi là phản ứng trao đổi ion. Chúng luôn kết thúc bằng việc tạo thành kết tủa, khí hoặc sản phẩm phân ly nhẹ là nước. Phản ứng của kiềm của natri hydroxit và magie bicacbonat dẫn đến sự hình thành muối trung bình của magie cacbonat và nước. Một đặc điểm của sự phân hủy nhiệt amoni cacbonat là ngoài sự xuất hiện của muối axit, amoniac ở thể khí được giải phóng. Muối của axit cacbonat, khi bị đun nóng mạnh, có thể tương tác với các oxit lưỡng tính, chẳng hạn như kẽm hoặc nhôm oxit. Phản ứng xảy ra với sự hình thành các muối - magie aluminat hoặc kẽmat. Các oxit được tạo thành bởi các nguyên tố phi kim loại cũng có khả năng phản ứng với magie bicacbonat. Muối, khí cacbonic và nước mới được tìm thấy trong các sản phẩm phản ứng.
Khoáng chất phổ biến trong vỏ trái đất - đá vôi, đá phấn, đá cẩm thạch, tương tác với carbon dioxide hòa tan trong nước trong một thời gian dài. Kết quả là, các muối có tính axit được hình thành - magiê và canxi bicacbonat. Khi điều kiện môi trường thay đổi, ví dụ, khi nhiệt độ tăng, các phản ứng ngược xảy ra. Các muối trung bình, kết tinh từ nước với nồng độ bicacbonat cao, thường tạo thành băng từ cacbonat - thạch nhũ, cũng như phát triển dưới dạng tháp - măng đá trong hang động đá vôi.
Độ cứng của nước
Nước tương tác với các muối có trong đất, chẳng hạn như magie bicacbonat, công thức của nó là Mg (HCO3)2. Cô ấy làm tan biến chúng, và cô ấy trở nên cứng nhắc. Càng nhiều tạp chất, các sản phẩm được đun sôi trong nước như vậy càng xấu, mùi vị và giá trị dinh dưỡng của chúng bị giảm sút rõ rệt. Nước như vậy không thích hợp để gội đầu và giặt quần áo. Nước cứng đặc biệt nguy hiểm khi sử dụng trong hệ thống hơi nước, vì canxi và magie bicacbonat hòa tan trong nó kết tủa trong quá trình đun sôi. Nó tạo thành một lớp cáu cặn không dẫn nhiệt tốt. Điều này dẫn đến những hậu quả tiêu cực như tiêu thụ quá nhiều nhiên liệu, cũng như quá nhiệt của nồi hơi, dẫn đến hao mòn và tai nạn.
Độ cứng magie và canxi
Nếu các ion canxi có trong dung dịch nước cùng với các anion HCO3-, thì chúng gây ra độ cứng canxi, nếu các cation magiê - magiê. Nồng độ của chúng trong nước được gọi là độ cứng toàn phần. Khi đun sôi kéo dài, các muối cacbonat chuyển thành các muối cacbonat kém tan, tạo thành chất kết tủa. Đồng thời, tổng độ cứng của nước bị giảm bởi một chỉ số là cacbonat hoặc độ cứng tạm thời. Các cation canxi tạo thành cacbonat - muối trung bình, và các ion magie là một phần của magie hydroxit hoặc muối cơ bản - magie cacbonat hydroxit. Đặc biệt, độ cứng cao vốn có trong nước của biển và đại dương. Ví dụ, ở Biển Đen, độ cứng magiê là 53,5 mg-eq / l, và ở Thái Bình Dươngđại dương - 108 mg-eq / l. Cùng với đá vôi, magnesit thường được tìm thấy trong vỏ trái đất - một khoáng chất có chứa cacbonat và bicacbonat natri và magie.
Phương pháp làm mềm nước
Trước khi sử dụng nước có tổng độ cứng vượt quá 7 mg-eq / l, nước cần được giải phóng khỏi muối dư thừa - làm mềm. Ví dụ, canxi hydroxit, vôi tôi, có thể được thêm vào nó. Nếu soda được thêm vào cùng một lúc, thì bạn có thể loại bỏ độ cứng không đổi (không phải cacbonat). Các phương pháp thuận tiện hơn cũng được sử dụng mà không cần đun nóng và tiếp xúc với một chất mạnh - kiềm Ca (OH)2. Chúng bao gồm việc sử dụng các bộ trao đổi cation.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị trao đổi cation
Aluminosilicates và nhựa trao đổi ion tổng hợp là chất trao đổi cation. Chúng chứa các ion natri di động. Nước đi qua các bộ lọc có lớp chứa chất mang - bộ trao đổi cation, các hạt natri sẽ biến đổi thành cation canxi và magiê. Phần sau được liên kết bởi các anion của chất trao đổi cation và được giữ chặt trong đó. Nếu trong nước có nồng độ các ion Ca2 +và Mg2 +thì nó sẽ cứng. Để khôi phục hoạt động của bộ trao đổi ion, các chất được đặt trong dung dịch natri clorua, và phản ứng ngược lại xảy ra - các ion natri thay thế các cation magiê và canxi bị hấp phụ trên bộ trao đổi cation. Bộ trao đổi ion đã được tân trang lại sẵn sàng cho quá trình làm mềm nước cứng một lần nữa.
Phân ly điện ly
Hầu hết các muối trung bình và axit trongtrong dung dịch nước, nó phân tách thành các ion, là chất dẫn điện loại thứ hai. Tức là, chất trải qua quá trình phân ly điện phân và dung dịch của nó có khả năng dẫn dòng điện. Sự phân ly của magiê bicacbonat dẫn đến sự hiện diện của các cation magiê và các ion phức mang điện tích âm của dư lượng axit cacbonic trong dung dịch. Sự chuyển động có hướng của chúng tới các điện cực tích điện trái dấu gây ra sự xuất hiện của dòng điện.
Thủy phân
Phản ứng trao đổi giữa muối và nước, dẫn đến sự xuất hiện của chất điện ly yếu, là phản ứng thủy phân. Nó có tầm quan trọng lớn không chỉ về bản chất vô cơ mà còn là cơ sở cho quá trình chuyển hóa protein, carbohydrate và chất béo trong cơ thể sống. Bicacbonat của kali, magiê, natri và các kim loại hoạt động khác, được tạo thành bởi một axit cacbonic yếu và một bazơ mạnh, bị thủy phân hoàn toàn trong dung dịch nước. Khi thêm phenolphtalein không màu vào nó, chất chỉ thị chuyển sang màu đỏ thẫm. Điều này cho thấy tính chất kiềm của môi trường, do sự tích tụ nồng độ vượt quá của các ion hydroxit.
Quỳ tím trong dung dịch nước của một muối axit của axit cacbonic chuyển sang màu xanh lam. Cũng có thể phát hiện lượng dư các phần tử hydroxyl trong dung dịch này bằng cách sử dụng một chất chỉ thị khác - metyl da cam, chuyển màu thành màu vàng.
Chu trình tạo muối của axit cacbonic trong tự nhiên
Khả năng hòa tan của bicarbonat trong nước làm cơ sở cho sự chuyển động không ngừng của chúng trong thiên nhiên sống và vô tri. Nước ngầm, bão hòa với carbon dioxide, thấm qua các lớp đất, vàocấu tạo bởi magnesit và đá vôi. Nước với bicacbonat và magiê đi vào dung dịch đất, sau đó được đưa ra sông và biển. Từ đó, các muối có tính axit xâm nhập vào cơ thể động vật và đi đến việc xây dựng bộ xương bên ngoài (vỏ, kitin) hoặc bên trong của chúng. Trong một số trường hợp, dưới tác động của nhiệt độ cao của mạch nước phun hoặc suối muối, các hyđrocacbonat bị phân hủy, giải phóng khí cacbonic và biến thành các mỏ khoáng: đá phấn, đá vôi, đá cẩm thạch.
Trong bài báo, chúng tôi đã nghiên cứu các đặc điểm về tính chất vật lý và hóa học của magie bicacbonat và tìm ra cách hình thành của nó trong tự nhiên.
