2019-10-11 13:44:18

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碳酸氢根(HCO3)的原子排布为平面结构,碳位于中心,与三个氧原子键连(一个C=O,一个C-OH,一个C-O)。它是碳酸的共轭碱,也是碳酸根离子的共轭酸。水溶液中存在下列平衡,碳酸氢根既可发生电离生成碳酸根离子(CO3)和氢离子(H),也会水解生成氢氧根离子(OH)和碳酸(H2CO3),由于碳酸氢根的水解(产生OH)程度大于电离(产生H)程度,因此其水溶液呈弱碱性。

基本信息

  • 中文名

    碳酸氢根

  • 符号

    HCO3-

  • 化合价

    -1价

  • 酸碱性

    碳酸氢根显碱性

折叠 编辑本段 基本信息

化合价计算:(+4)x1【碳】+(-2)x3【氧】+(+1)x1【氢】= -1

折叠 编辑本段 化学性质

这两种都是离子,而且是弱酸根离子。

碳酸根和碳酸氢根都容易存在于碱性条件下,

碳酸根酸性弱于碳酸氢根,因此更容易水解,所以碳酸根水溶液的碱性强于碳酸氢根的水溶液。

碳酸根离子的水解程度较大,

碳酸氢根结合的盐大部分是可溶性盐,

碳酸根离子结合的盐很多是不可溶的,

碳酸氢根可以和氢氧根结合生成碳酸根和水。

碳酸氢根和碳酸不反应。

碳酸氢根和醋酸,磷酸都反应,磷酸是中强酸。

HCO3 + H ⇌ H2O + CO2↑

HCO3+ OH ⇌ H2O + CO3

折叠 编辑本段 特点

碳酸氢根与金属离子产物的溶解性

碳酸氢根离子不能和氢氧离子大量共存,强调的是"大量"。实际上这两个离子是可以少量共存的。这牵涉到溶液中的离子平衡问题。任何溶液中都有一个动态的离子平衡,两种离子的浓度的某次方之积为定值,其中的常数叫做"化学平衡常数"。这就限制了离子的最大浓度,若超过了这个极限,离子浓度就会因反应生成气体或沉淀等而自动下降回到平衡状态

折叠 编辑本段 离子检验

碳酸根、碳酸氢根离子检验的区别与联系

碳酸根离子的检验在初中就学过:"向溶液中加入足量稀盐酸,生成气体,使澄清的石灰水变浑浊,说明溶液中含有碳酸根离子。"乍一看,这个检验方式没有什么错误,也选入了我们的教材,其实只要仔细想想,就会发现其中有诸多不严密之处,本文就对其加以分析。

首先,要彻底弄清这个反应,我们必须弄清反应的实质。其实,加入稀盐酸,是提供了氢离子,氢离子和碳酸根离子结合成不稳定的碳酸,碳酸自动分解出CO2,产生的CO2使澄清石灰水变浑浊。

但是,和澄清石灰水反应的气体不只CO2一种,常见的还有SO2、HF等,不稳定的酸也有很多,比如H2SO3--问题来了,如果原溶液中有亚硫酸根离子,按照这种检验方法,也会出现和碳酸根离子相同的现象(SO3+2H=H2O+SO2↑,SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O),自然不能说明溶液中有碳酸根离子。

那么,我们必须排除亚硫酸根等离子的干扰,具体的方法我们要对比SO2和CO2的性质。SO2比起CO2有两条显著的性质差异:有刺激性气味和能使酸性高锰酸钾溶液褪色。于是,排除亚硫酸根等离子的干扰方法出来了

1.加入酸后产生的气体无色无味。

2.该气体通入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液不褪色。这两种通常选择一种即可,为了安全及方便考虑,通常选择后者,一般先通过足量酸性高锰酸钾溶液,然后再通入澄清石灰水(避免既有亚硫酸根,又有碳酸根的情况)。

仅此就可以确定溶液中有碳酸根离子了吗?不是。虽然通过上述反应,确定了生成气体为CO2,但是与H+反应生成CO2的常见离子有两种:碳酸根离子、碳酸氢根离子。仅通过上述操作,我们无法确定溶液中的究竟是碳酸根离,还是碳酸氢根离子,或是二者都有。于是,我们下一步需要确定究碳酸根和碳酸氢根的一个显著区别就是碳酸盐多难溶(钾钠等除外),而碳酸氢盐多可溶或易溶,那么我们需要找一种离子来区分它们。考虑成本及多种因素后,我们通常选择Ca或Ba,方法就来了:在以上的基础上,另取一份加入CaCl2或者BaCl2溶液,以免硫酸根离子等的干扰),若不产生沉淀,那么溶液中只存在碳酸氢根,若产生沉淀,过滤后滤渣中加入稀硝酸,放出CO2气体(排除硫酸根离子干扰),则为碳酸根或二者混合物,下一步区分只需要过滤后,在滤液中再次加入稀盐酸,看是否有CO2产生即可。

综上,检验碳酸根离子或碳酸氢根离子的方法如下:首先向溶液中加入足量的稀盐酸,产生的气体通过足量的酸性高锰酸钾溶液后再通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。再另取一份溶液,加入少量CaCl2或BaCl2溶液,如果不产生沉淀,则只含有碳酸氢根离子;如果产生沉淀,且向过滤后的滤渣中加入稀硝酸,沉淀放出CO2,向滤液中加入稀盐酸,不生成CO2,则只含有碳酸根离子;如果生成CO2,则既含有碳酸根离子,又含有碳酸氢根离子。

毫无疑问方法不只这一种,而且肯定也会有比这种方法更方便的方法,但是这种方法可以在一定程度上准确地判断出碳酸根、碳酸氢根离子的存在。

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