Просмотр кода страницы Карбонаты

{{значения}}
{{не путать|Карбонатит|карбонатитом|горной породой|Карбонад|карбонадом|мясным блюдом}}
[[Файл:Carbonate-3D-balls.png|thumb|right|200px|Модель карбонат-иона]]
'''Карбона́ты''' — [[соли]] [[угольная кислота|угольной кислоты]] ([[Водород|H]]<sub>2</sub>[[Углерод|C]][[Кислород|O]]<sub>3</sub>), также (в органической химии) [[сложные эфиры]] угольной кислоты. Неорганические карбонаты подразделяются на [[Средние соли|средние]], или просто карбонаты, содержащие [[анион]] СО<sub>3</sub><sup>2−</sup>, и [[кислая соль|кислые]] ([[гидрокарбонаты]] или бикарбонаты), содержащие анион НСО<sub>3</sub><sup>−</sup><ref name="ХЭ"/>. Органические карбонаты{{переход|Органические карбонаты}} имеют общую формулу R−O−С(O)−O−R, могут иметь ациклическое и циклическое строение<ref name="ХЭ_орг"/>.

== Свойства ==
Почти все неорганические карбонаты — бесцветные вещества<ref name="Nekrasov"/>. За исключением карбонатов щелочных металлов, они неустойчивы к нагреванию — разлагаются ещё до плавления. Карбонаты двухвалентных ртути и меди, а также многих трёхвалентных металлов не существуют при нормальных условиях<ref name="КХЭ"/>.

=== Растворимость ===
Из средних карбонатов в воде растворимы только соли [[щелочные металлы|щелочных металлов]], [[аммоний|аммония]] и одновалентного [[таллий|таллия]]. Хуже всего растворимы карбонаты [[кальций|кальция]], [[барий|бария]], [[стронций|стронция]] и [[свинец|свинца]].
Большинство гидрокарбонатов, наоборот, хорошо растворимы в воде<ref name="ХЭ"/>.

Как правило, карбонаты не образуют [[кристаллогидрат]]ов (исключение — карбонаты натрия и некоторых редких элементов)<ref name="КХЭ"/>.

Поскольку угольная кислота относится к слабым кислотам, растворы её солей вследствие [[гидролиз]]а имеют щелочную [[pH|реакцию]], более сильную у карбонатов и более слабую у гидрокарбонатов.

=== Химические свойства ===
При нагревании гидрокарбонаты переходят в карбонаты:

:<chem>2NaHCO3 ->[100^\circ\text{C}] Na2CO3{} + H2O{} + CO2</chem>

При сильном нагревании (чем активнее металл, тем выше требуемая температура<ref name="ХЭ"/>) все карбонаты разлагаются на оксиды и [[диоксид углерода|углекислый газ]]:

:<chem>Na2CO3 ->[1000^\circ\text{C}] Na2O{} + CO2</chem>
:<chem>CaCO3 ->[800^\circ\text{C}] CaO{} + CO2</chem>

Карбонаты реагируют с [[кислота]]ми сильнее [[угольная кислота|угольной]] (включая такие слабые, как [[уксусная кислота|уксусная]]) с выделением углекислого газа, эти реакции являются [[качественный анализ (химия)|качественными реакциями]] на наличие карбонатов<ref>{{книга|часть=§ 8. Реакции ионного обмена|автор=Ходаков Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А.|заглавие=Неорганическая химия. Учебник для 9 класса|издание=7-е изд|издательство=[[Просвещение (издательство)|Просвещение]]|место=М|год=1976|тираж=2350000|страницы=15—18}}</ref>:

:<chem>Na2CO3 + 2 HCl -> 2 NaCl + H2O + CO2 ^</chem>
:<chem>NaHCO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2 ^</chem>

Под действием растворённого в воде углекислого газа нерастворимые карбонаты переходят в раствор, превращаясь в гидрокарбонаты (эти процессы протекают в природе и вызывают жёсткость воды)<ref name="ХЭ"/>:

:<chem>CaCO3 + H2O + CO2 -> Ca(HCO3)2</chem>
:<chem>FeCO3 + H2O + CO2 -> Fe(HCO3)2</chem>

== Получение ==
Некоторые малорастворимые в воде карбонаты могут быть получены при помощи [[Реакции ионного обмена|реакций ионного обмена]]:

:<chem>CaCl2 + Na2CO3 -> 2NaCl + CaCO3v</chem>

Это возможно только для тех металлов, карбонаты которых растворяются в воде хуже, чем [[гидроксид]]ы, а именно кальция, стронция, лантаноидов, одновалентного серебра, двухвалентных свинца, марганца и кадмия. Ионы других металлов дают [[основная соль|основные соли]] или гидроксиды<ref name="ХЭ"/>.

{{дополнить раздел|дата=2020-01-25}}

== Распространение в природе ==
{{main|Карбонаты (минералы)}}
Средние карбонаты широко распространены в природе, например: [[кальцит]] СаСО<sub>3</sub>, [[доломит]] CaMg(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>, [[магнезит]] MgCO<sub>3</sub>, [[сидерит]] FeCO<sub>3</sub>, [[витерит]] ВаСО<sub>3</sub>, [[баритокальцит]] BaCa(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> и другие. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, [[малахит]] CuCO<sub>3</sub>·Cu(ОН)<sub>2</sub>.

Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в [[минеральная вода|минеральных водах]], а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме [[атмосферные осадки|атмосферных осадков]] и [[ледник]]ов. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую [[жёсткость воды|временную жёсткость воды]]. При сильном нагревании воды (выше +60 {{Градус Цельсия}}) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательных элементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, [[бойлер]]ов, труб, запорной арматуры и так далее, образуя [[накипь]].

== Органические карбонаты{{якорь|Органические карбонаты}} ==
[[Сложные эфиры]] [[Угольная кислота|угольной кислоты]], имеющие общую формулу R−O−С(O)−O−R (''не путать со сложными эфирами [[Карбоновые кислоты|карбоновых кислот]]''). Средние ациклические карбонаты — бесцветные жидкости с эфирным запахом; не растворимы или труднорастворимы в воде, [[этанол]]е, [[диэтиламин]]е, [[аммиак]]е, растворяются в эфире, [[ацетон]]е, [[бутиламин]]е, [[бензиламин]]е; образуют [[Азеотропная смесь|азеотропные смеси]] с водой, спиртами, [[тетрахлорметан]]ом, [[этиленхлоргидрин]]ом, [[гексан]]ом, [[циклогексан]]ом. Циклические — жидкие или легкоплавкие твёрдые вещества; растворяются в воде, смешиваются с [[Ароматические соединения|ароматическими углеводородами]], спиртами, карбоновыми кислотами, ацетоном, [[хлороформ]]ом; не растворимы в [[Алканы|алифатических углеводородах]], [[сероводород]]е; образуют азеотропные смеси с [[Гликоли|гликолями]]<ref name="ХЭ_орг"/>. 

По химическим свойствам — типичные сложные эфиры. С [[Аммиак|аммиаком]] образуют уретаны R−O−С(O)−NH<sub>2</sub><ref name="ХЭ_орг"/>. 

В промышленности основной метод получения — взаимодействие [[Эпоксиды|оксиранов]] с углекислым газом при нагревании и повышенном давлении (50—100 атм). Также могут быть получены реакцией [[Фосген|фосгена]] со [[Спирты|спиртами]], [[Гликоли|гликолями]] или [[Фенолы|фенолами]], окислительным [[Карбонилирование#Окислительное карбонилирование|карбонилированием]] спиртов и фенолов в присутствии соединений [[Медь|меди]] и [[Палладий|палладия]] (широко применяется для получения [[Диметилкарбонат|диметилкарбоната]]), а также из [[Алкены|алкенов]] при их взаимодействии с диоксидом углерода и [[Кислород|кислородом]] в присутствии [[Галогениды|галогенидов]] меди<ref name="ХЭ_орг"/>. 

== Применение ==
Карбонаты кальция, магния, бария и другие применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода ([[Карбонат натрия|Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>]] и [[Гидрокарбонат натрия|NaHCO<sub>3</sub>]]): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле. Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь составной частью [[буферный раствор|буферных]] систем крови, поддерживающих постоянство её рН.

Природные карбонаты свинца, [[цинк]]а, марганца — ценные [[руды]], из которых получают металлы<ref>{{Из КНЭ|3|166|Карбонаты}}</ref>.

== Примеры ==

=== Неорганические карбонаты ===
* [[Гидрокарбонат магния-калия]]
* [[Гидрокарбонат никеля(II)]]
* [[Гидрокарбонат тринатрия]]
* [[Карбонат калия-натрия]]
* [[Карбонат кальция-калия]]
* [[Карбонат магния-кальция]]
* [[Пероксогидрокарбонат калия]]
* [[Пероксодикарбонат калия]]
* [[Тиокарбонат калия]]

== Карбонат и карбонад ==

Встречается ошибочное употребление слова «карбонат» в значении «[[карбонад]]», то есть подразумевая мясное блюдо, представляющее собой запечённый или зажаренный кусок свинины. Такую ошибку, например, допускает лирический герой песни [[Высоцкий, Владимир Семёнович|В. С. Высоцкого]]: «Любим мы кабанье мясо в карбонате»<ref>[https://www.google.com/search?q=высоцкий+кабанье+мясо+в+карбонаде&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:ru:official&client=firefox-a#hl=ru&safe=off&client=firefox-a&rls=org.mozilla:ru:official&tbm=bks&spell=1&q=кабанье+мясо+в+карбонате&sa=X&ei=KcPNUISwLoTWsgb1i4H4CA&ved=0CCoQBSgA&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&bvm=bv.1355325884,d.Yms&fp=9d6d5cbc15601423&bpcl=39967673&biw=1920&bih=1078 Текст песни Высоцкого «Охота на кабанов» в ряде печатных изданий] — Google Books</ref>.

== Литература ==
{{Викисловарь|карбонат}}
* 

== Примечания ==
{{примечания|refs=
<ref name="ХЭ">{{книга|часть=Карбонаты неорганические|заглавие=Химическая энциклопедия|ответственный=Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.|место=М.|издательство=Советская энциклопедия|год=1990|том=2 (Даф-Мед)|страниц=671|isbn=5-82270-035-5}}</ref>
<ref name="ХЭ_орг">{{книга|часть=Карбонаты органические|заглавие=Химическая энциклопедия|ответственный=Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.|место=М.|издательство=Советская энциклопедия|год=1990|том=2 (Даф-Мед)|страниц=671|isbn=5-82270-035-5}}</ref>
<ref name="КХЭ">{{книга|часть=Карбонаты|заглавие=Краткая химическая энциклопедия|ответственный=Отв. ред. [[Кнунянц, Иван Людвигович|И. Л. Кнунянц]]|том=2. Ж—Малоновый эфир|издательство=Советская Энциклопедия|место=М.|год=1963|}}</ref>
<ref name="Nekrasov">{{книга|автор=Некрасов Б.В.|заглавие=Основы общей химии|том=1|место=М.|год=1973|страницы=494}}</ref>}}

{{Оксиды углерода}}
{{ВС}}

[[Категория:Карбонаты|*]]