اسیدهای معدنی در صنایع شیمیایی بسیار مهم هستند. به هر حال، آنها مواد خام برای بسیاری از سنتزها هستند، فرآیندها را کاتالیز می کنند، به عنوان عوامل حذف کننده آب در طول کم آبی عمل می کنند و غیره.
با این حال، نمک های آنها حتی ارزشمندتر هستند - محصولات جایگزینی هیدروژن به جای فلز در ترکیب مولکول های آنها. اسید کربنیک از این نظر خاص است. از این گذشته ، به خودی خود ، عملاً وجود ندارد ، در هوا بلافاصله به دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود. اما اسید کربنیک نمک هایی را تشکیل می دهد که از زمان های قدیم برای بشر شناخته شده است. آنها در بسیاری از زمینه های تولید و فعالیت بسیار محبوب هستند. ما آنها را در نظر خواهیم گرفت.
نمکهای اسید کربنیک: طبقه بندی
قبل از هر چیز، بلافاصله باید به این نکته اشاره کرد که مواد مورد نظر را می توان متفاوت نامید. اتفاقاً همه نام‌ها ریشه گرفته و تا به امروز مورد استفاده قرار می‌گیرند، چه از نظر تاریخی ثابت شده یا بی‌اهمیت، و هم داده‌های مربوط به نام‌گذاری عقلانی. بنابراین نمکهای اسید کربنیک به این شکل نامیده می‌شوند:
- کربنات ها؛
- بی کربنات؛
- دی اکسید کربن؛
- بی کربنات؛
- هیدروکربن.
پسالبته، هر کدام نام مشترک خود را دارند که فردی است.
اسامی فوق بلافاصله طبقه بندی ترکیبات مورد بررسی را نشان می دهد. از آنجایی که اسید دوبازیک است، دو نوع نمک نیز تشکیل می دهد:
- متوسط;
- ترش.
پیوندهای hydro- یا bi- به نام دومی اضافه می شوند. تقریباً هر نمک فلز قلیایی یا قلیایی خاکی عملاً یک ترکیب مهم است که مردم در فعالیت های اقتصادی خود به آن نیاز دارند.
تاریخچه کشف و استفاده
از زمان های قدیم مردم نمک های اسید کربنیک را می شناختند. در واقع، حتی در مصر باستان، ساخت و ساز با استفاده از گچ، آلاباستر، سنگ آهک و مرمر انجام می شد.
در نوشته‌های پلینی بزرگ، فرآیند فنی به دست آوردن آهک با سوزاندن سنگ آهک ذکر شده است. عجایب معروف جهان - اهرام - با استفاده از گچ و مواد به دست آمده از آن ساخته شده است. پتاس از خاکستر گیاهان به دست می آمد و برای شستن لباس ها و سپس صابون سازی استفاده می شد.
یعنی مردم تقریباً همیشه می دانستند که چگونه از محصولاتی که طبیعت می دهد استفاده کنند. با این حال، این واقعیت که اینها نمک های اسید کربنیک هستند، ساختار آنها، چگونه می توان آنها را به طور مصنوعی سنتز کرد، و ویژگی های دیگر آنها چیست، بسیار بعداً در قرن 17-18 مشخص شد.
امروزه کربنات های زیادی از فلزات قلیایی و قلیایی خاکی نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد که برخی از آنها پذیرفته اند.بخش مهمی در فرآیندهای گردش آب زیرزمینی است.
رسوبات در طبیعت
بر حسب درصد، مواد معدنی در نظر گرفته شده تقریباً 5٪ از کل جرم پوسته زمین را اشغال می کنند. آنها عمدتا در خارج تشکیل می شوند و سنگ ها را تشکیل می دهند. همچنین، بسیاری از نمک ها توسط فرآیندهای هیدروترمال تشکیل می شوند.
میکروارگانیسم ها، نرم تنان و سایر جانوران و گیاهان به شکل گیری کربنات ها از طریق روش های بیوشیمیایی کمک می کنند. اغلب نمکهای اسید کربنیک در سنگ‌های معدنی یافت می‌شوند و با تشکیل پیوندها با آنها همراه می‌شوند.
معروف ترین کانی ها و سنگ های این ترکیبات:
- کلسیت؛
- دولومیت؛
- گچ;
- مرمر;
- سنگ آهک؛
- گچ;
- منیزیت؛
- siderite;
- مالاشیت.
روش‌های دریافت و کاربرد
نمک های اسید کربنیک را کربنات می نامند (اگر در مورد تغییرات متوسط صحبت کنیم). این بدان معنی است که آنها لزوماً شامل یک یون کربنات هستند که فرمول آن CO32- است. برای تکمیل نمای کامل، این نمک است که فقط فاقد کاتیون فلزی و شاخص هایی است که ترکیب کمی ترکیب را منعکس می کند. این در روش های آزمایشگاهی برای به دست آوردن این مواد استفاده می شود.
بالاخره، علاوه بر استخراج از منابع طبیعی، نمک های کربنیک را می توان با واکنش های تبادل، ترکیب و جایگزینی نیز سنتز کرد. با این حال، چنین روش‌هایی هیچ اهمیت عملی ندارند، زیرا بازده محصول بسیار کم و انرژی‌بر است.
کاربرد نمکهای اسید کربنیک در چه مناطقی است؟ برایهر یک از آنها فردی است، اما به طور کلی، چندین صنعت اصلی را می توان شناسایی کرد.
- کسب و کار ساختمانی.
- صنایع شیمیایی.
- تولید شیشه.
- صابون سازی.
- سنتز کاغذ.
- صنایع غذایی.
- تولید مواد شوینده و پاک کننده.
- کربنات های کلسیم منبع یون های فلزی در بدن موجودات زنده هستند.
بیایید به طور خاص به چند نمونه از کربنات ها، ترکیب و اهمیت آنها نگاه کنیم.
کربنات کلسیم
همانطور که در بالا ذکر شد، این ماده منبع یون های کلسیم Ca2+ در بدن انسان است. و این بسیار مهم است. از این گذشته، آنها در حفظ ثبات سیستم بافر خون شرکت می کنند، بخشی از استخوان ها، ناخن ها، موها هستند، مینای دندان را تقویت می کنند.
با کمبود کلسیم، بیماری های مختلفی ایجاد می شود، از جمله موارد خطرناکی مانند نارسایی قلبی، پوکی استخوان، تغییرات پاتولوژیک در عدسی کره چشم و غیره.
علاوه بر این، کربنات کلسیم در صنعت ساختمان نیز استفاده می شود. از این گذشته، انواع آن عبارتند از:
- گچ;
- مرمر;
- سنگ آهک.
رسوبات این نمک به اندازه ای غنی است که فرد دچار کمبود آن نشود. اغلب آن را به شکل خالص شده در قالب قرص فروخته می شود، مانند عکس زیر. درست است، برای اینکه کلسیم به اندازه کافی جذب شود، وجود ویتامین D لازم است.
کربنات سدیم
نمک زغال سنگاسیدها - کربنات ها - نیز در خانه های انسان مهم هستند. بنابراین کربنات سدیم یا کربنات سدیم را در عوام نوشابه می گویند. با این حال، این ماده ای نیست که بخش مهمی در تهیه غذاهای مختلف باشد. خیر، این نمک برای مصارف خانگی برای تمیز کردن سطوح خانگی محصولات: وان، سینک، ظروف و غیره استفاده می شود. این بیشتر به نام سودا خاکستر یا سودای لباسشویی شناخته می شود، همچنین در تولید شیشه، صابون سازی استفاده می شود.
فرمول این ترکیب Na2CO310H2O است. این یک نمک آبی متوسط مربوط به هیدرات های کریستالی است. در طبیعت به صورت کانی ها و در ترکیب سنگ ها وجود دارد. مثال:
- تخت؛
- ناخلیت;
- ترموناتیت.
اغلب از جلبک دریایی، خاکستر آنها جدا می شود. این روشی بود که در دوران باستان برای به دست آوردن مواد اولیه برای تولید صابون یا صرفاً برای شستن لباس ها استفاده می شد. غني ترين گياه حاوي اين نمك، هودج حاوي سودا است. خاکستر آن برای به دست آوردن کربنات سدیم قابل قبول ترین است.
پتاس
فرمول نمک اسید کربنیک که این نام را دارد K2CO۳ است. این یک پودر هیگروسکوپی کریستالی سفید است. نمک متوسط بی آب که حلالیت بسیار خوبی دارد. این ترکیب نیز از قدیم الایام برای مردم شناخته شده بود و امروزه بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. مترادف نام:
- کربنات پتاسیم؛
- پتاس؛
- کربنات پتاسیم.
کاربردهای اصلی به شرح زیر است.
- Asمعرف در فرآیندهای تولید صابون مایع.
- برای سنتز شیشه کریستال و نوری، شیشه نسوز.
- برای رنگرزی پارچه.
- به عنوان کود برای محصولات زراعی.
- در صنعت ساخت و ساز - برای کاهش نقطه انجماد مخلوط های ساختمانی.
- در مورد عکس.
روش صنعتی اصلی برای به دست آوردن این نمک، الکترولیز کلرید کلسیم است. این هیدروکسید تشکیل می دهد که با دی اکسید کربن واکنش داده و پتاس را تشکیل می دهد. مواد اولیه طبیعی خاکستر غلات و جلبک است که حاوی مقدار زیادی از آن است.
نوشیدنی سودا
نمک های اسیدی اسید کربنیک کمتر از میانگین اهمیت ندارند. بنابراین، برای مثال، بی کربنات سدیم، که فرمول آن NaHCO3 است. نام دیگر آن که بیشتر برای همه شناخته شده است نوشیدن نوشابه است. از نظر ظاهری پودر ریز سفید رنگی است که در آب بسیار محلول است. این ترکیب هنگام گرم شدن ناپایدار است، بلافاصله به دی اکسید کربن، آب و نمک متوسط تجزیه می شود. این اجازه می دهد تا از جوش شیرین به عنوان یک بافر در محیط داخلی موجودات زنده استفاده شود.
همچنین چندین کاربرد دیگر برای این ترکیب وجود دارد:
- صنایع غذایی (به ویژه شیرینی پزی)؛
- دارو (برای درمان سوختگی با اسید)؛
- در سنتزهای شیمیایی در تولید پلاستیک، رنگ، پلاستیک فوم، مواد شیمیایی خانگی؛
- در صنایع سبک و نساجی (دباغی چرم، تکمیل پارچه های ابریشمی و غیره)؛
- زمانی که استفاده می شودتولید نوشابه های گازدار و انواع غذاهای آشپزی؛
- کپسول های آتش نشانی با بی کربنات سدیم پر شده اند.
بی کربنات کلسیم
این اسید کربنیک اسیدی بخش مهمی در گردش آب زیرزمینی است. این ترکیب باعث ایجاد سختی موقت آب می شود که با جوشاندن از بین می رود. در عین حال، این بی کربنات کلسیم است که به حرکت انبوه کربنات ها در طبیعت کمک می کند، یعنی گردش آنها را انجام می دهد. فرمول این ترکیب Ca(HCO3)2 است.
