كربونات

ملف:Carbonate-3D-balls.png

نموذج لأيون الكربونات

كربونات في الكيمياء (بالإنجليزية: carbonate ) هو ملح (كيمياء) ل حمض الكربونيك ويتميز بحيازته على أيون كربونات CO₃²⁻.

وقد تعني التسمية استر لحامض الكربونيك ، وهو مركب عضوي يحتوي على مجموعة كربونات C(=O)(O–)₂.

من الأملاح المشهورة أيضا البيكربونات bicarbonate وكلاهما ينتج من ثاني أكسيد الكربون .

تنتج أملاح لكربونات من حمض الكربونيك (H₂CO₃). يحتوي جزيئ هذا الحمض على ذرتين من الهيدروجين وتنشأ منها الهيدروكربونات ورمزها الكيمايئي M^IHCO₃ والكربونات وصيغتها الكيميائية M^I₂CO₃ وتنشأ الكربونات من أيون الكربونات الذي له شحنتين سالبتين : CO₃²⁻.

وصيغة استر حمض الكربونات هي R¹−O−C(=O)−O−R² حيث R¹ und R² مجموعة ألكيل أو مجموعة أريل تحتويان على الكربون . ومكوثرا الكربونات وصيغتها العامة : (O−R−O−C(=O)−)_n وتسمى أحيانا بولي كربونات .

خواص الكربونات

شكل أنيون الكربونات مسطحا وتفصل بين ذرات الأكسجين فيه زوايا قدرها 120° متمركزة على ذرة الكربون ، ويبلغ الرابطة بين الأكسجين و ذرة الكربون نحو 130 بيكومتر وهي مسافة تقارن بمسافة الرابطة الأحادية C-O- التي تبلغ 143 بيكومتر و الرابطة الثنائية C=O-التي تبلغ طولها 123 بيكومتر .

تنتمي الكربونات إلى الأملاح الأيونية وهل لذلك تكون متبلورة في درجة حرارة الغرفة . ولا يبدي لأنيون الكربونات لونا ، وعندما يكون ملح الكربونات ملونا فيأتي لونه من الكاتيون المرتبط بأنيون الكربونات . وليس للكربونات رائحة .

بالنسبة للدوبان فبخلاف كربونات العناصر القلوية فلا تذوب في الماء ، وهذا يجعل تفاعلات الفلزات تترسب عند تفاعلها مع كربونات القلويات .

تفاعلات الكربونات

• تفاعل حمض الكربونيك مع الكربونات:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$

يتفاعل كربونات الكالسيوم مع الماء و ثاني أكسيد الكربون ويتحول إلى هيدروكربونات الكالسيوم . وينشأ هذا التفاعل عند ذوبان الحجر الجيري في المياه الأرضية المحتوية على حمض الكربونيك . وينشأ عن ذلك الماء القاسي .

• تتفكك الكربونات في الماء :

$\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}$

تتفكك كربونات المغنسيوم وينتج عنها أيون مغنسيوم و أيون كربونات .

• تحلل الكربونات بالحرارة:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

تتحلل كربونات الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون ، وبهذا التفاعل ننتج الجير الحي أو الكلس الحي .

تفاعلات قلوية

تتفاعل أيونات الكربونات مع الماء و أيونات الهيدروكربونات و مع أيونات الهيدروكسيد . وهي تفاعلات حمض-قلوي.

$\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{H}\mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}$

يتميز هذا التفاعل بتوازن كيميائي . وبسبب وجود أيون الهيدروكسيد مركزة في المحلول فتتفاعل الكربونات في المحاليل تفاعلا قلويا.

اثبات وجود الكربونات

ملف:Carbonat.jpg

اثبات وجود الكربونات بماء الباريت .

يمكن اثبات وجود أيونات الكربونات (CO₃²⁻) عن طريق إضافة حمض الهيدروكلوريك فينتصاعد ثاني أكسيد الكربون:

$$\begin{gathered} \mathrm{C}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2} \\ \mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{2} \\ \mathrm{C}{\mathrm{l}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O} \end{gathered}$$

ويمرر ثاني أكسيد الكربون الناشيئ في ماء الجير أو ماء الباريت حيث يحدث تعكيرا أبيض اللون للماء من كربونات الكالسيوم كاربونات أو كربونات الباريوم .

$$\begin{gathered} \mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}} \\ \mathrm{(}\mathrm{a}\mathrm{q}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}} \\ \mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}\mathrm{⟶}\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O} \\ \mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)} \end{gathered}$$

يتفاعل هيدروكسيد الباريوم مع ثاني اكسيد الكربون وينتج كربونات الباريوم وماء.

ويعين الكربونات بدقة في محاليل مخففة منها مع تعيين الكربونات الهيدروجينية عن طريق الترسيب بإضافة حمض الهيدروكلوريك : يظهر المحلول أولا pH-value أعلى منع 8,3 ومع زايدة أضافة حمض الهيدروكلوريك تصل إلى pH 8,3 وهي تعادل تركيز الكربونات . ومع استهلاك الحمض حتى الوصول إلى pH 4,3 فيصبح مقدار الحمض المستهلك مجموع الكبربونات والهيدروكربونات . وعندما يكون محلول الكربونات الأصلي تحت pH 8,3 يكتفى المعايرة حتى 3و4 (فيتبقى هيدروكربونات فقط) ويحتسب مقدار الحمض المستهلك.

وجودها وأهم أملاحها

توجد الكربونات كثيرا في الطبيعة في صورة معادن مختلفة . وطبقا لتصنيف شترونز للمعادن فهي تكون مع النترات صنفا معدنيا واحدا . كما يضم تصنيف دانا إليهما البورات .

ومن الأملاح الهامة نجد كربونات الباريوم (وثيريت و كربونات الكالسيوم (أراجونيت) و الكالسيت ، كذلك نجد كربونات الحديد سيديريت و كربونات النحاس القاعدية أزوريت و مالاخيت ، وكربونات المغنسيوم مغنيسيت ، وكربونات المنجنيز .

وكربونات الصوديوم (جايلوسيت) و النتريت و الصودا و كربونات الزنك (سميثونيت) . . وبعض عائلة الكربونات نجدها في دولوميت وهو كربونات الكالسيوم والمغنسيوم الذي يوجد دائما في الطبيعة كمخلوط مع البوتاس كربونات الكالسيوم. وتحتوي الكرة الصخرية للأرض على كمية من الكربونات تقدر بنحو 2,9·10¹⁶ طن.

اقرأ أيضا

• حمض الكربونيك
• بيكربونات
• كبريتات

المصادر

carbonate ]]

bs:Karbonat ca:Carbonat cs:Uhličitany da:Karbonat de:Carbonate et:Karbonaadid es:Carbonato eo:Karbonato eu:Karbonato fa:کربنات fr:Carbonate gl:Carbonato ko:탄산염 it:Carbonati he:קרבונט kk:Карбонаттар lv:Karbonāti hu:Karbonát mk:Карбонат nl:Carbonaat ja:炭酸塩 no:Karbonat nn:Karbonat pl:Węglany pt:Carbonato ro:Carbonați ru:Карбонаты simple:Carbonate sk:Uhličitan sl:Karbonat sr:Карбонат fi:Karbonaatti sv:Karbonat ta:கார்பனேட்டு tr:Karbonat uk:Карбонати zh:碳酸盐