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堿式碳酸鹽
來源:互聯網

堿式碳酸根(basic carbonate),是含有氫氧基團的金屬離子碳酸鹽,不溶于水,受熱分解。

堿式碳酸鹽有堿式碳酸銅[CuCO3·Cu(OH)2]、堿式碳酸鋁[2PbCO3·Pb(OH)2]及自然界存在的藍銅礦[Cu3(CO3)2(OH)2]、孔雀石[Cu2CO3(OH)2]等。難溶的堿式碳酸鹽可由某些金屬的可溶性鹽類溶液中加入堿金屬碳酸鹽溶液來制備。堿式碳酸鹽制備成本低廉,具有較穩定的物理和化學性質,它作為助催化劑可以提高光催化活性。

簡介

屬于碳酸根的一種,是含有氫氧基團的金屬離子碳酸鹽。

碳酸H2CO3的堿式鹽,為復鹽,重要的有堿式碳酸銅[CuCO3·Cu(OH)2]、堿式碳酸鉛[2碳酸鉛氫氧化鉛]等及自然界存在的藍銅礦[Cu3(CO3)2(OH)2]、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]等。

常見類型

常見的堿式碳酸鹽有堿式碳酸銅、堿式碳酸鉛、藍銅礦和孔雀石,此外還有些稀土元素可以形成堿式碳酸鹽。

堿式碳酸銅

碳酸銅和碳酸氫銅實際是不存在的。在稀的硫酸銅溶液中加入碳酸鈉,或將二氧化碳通入氫氧化銅懸浮液中,都可得到堿式碳酸銅沉淀。堿式碳酸銅可看做由氫氧化銅與碳酸銅組成的,實際有氫氧化銅合一個碳酸銅與氫氧化銅合二個碳酸銅兩種。

前者化學式為CuCO3·Cu(OH)2,是一種草綠色的單斜晶系系結晶纖維狀的團狀物,或深綠色的粉狀物。由溶液中所得沉淀物初顯綠色,放置后在溶液中變成暗綠色。它有毒,是銅表面上所生成的綠銹 (俗稱銅綠)的主要成分。它也以礦物的形式存在于自然界中,俗稱孔雀石。它不溶于水,溶于酸,熱水中或加熱到220℃時分解為氧化銅、水和二氧化碳。溶于酸并生成相應的銅鹽。也溶于氰化物、銨鹽堿金屬碳酸根水溶液而形成銅的配位化合物。

后者化學式為CO3·Cu(OH)2,深天藍色、很亮的單斜晶系系結晶,或緊密的結晶團狀物。它不溶于水,溶于氨水和熱而濃的碳酸氫鈉溶液而成藍色,在300℃時分解。堿式碳酸銅可用來制造信號彈、煙火、油漆顏料、殺蟲劑和解毒劑,也用于電鍍等方面。

堿式碳酸鉛

堿式碳酸鉛化學式2碳酸鉛氫氧化鉛,白色六方晶體,有毒。相對密度為6.14,400℃時分解,不溶于水和乙醇,微溶于二氧化碳水溶液,易溶于乙酸,稍溶于硝酸和較濃的強堿溶液。在工業上稱為鉛白,可用于制白色油漆,由于遮蓋力強,特別適用于制防銹漆和戶外用漆,但與含有微量硫化氫的空氣接觸,即逐漸變黑,現已逐漸為二氧化鈦所替代。在可溶性鉛 (Ⅱ) 鹽溶液中加碳酸鈉溶液或在鉛 (Ⅱ) 酸鹽溶液中通入適量的二氧化碳均可制得堿式碳酸鉛

藍銅礦

藍銅礦又名“石青”。Cu3(碳酸根)2(OH)2,含氧化銅69.24%。單斜晶系,a=4.97?,b=5.84?, c=10.29?,β=92°24′。對稱型2/m,晶體呈厚板 狀、或短柱狀,通常為鐘乳狀、粒狀集合體。深藍色,玻璃光澤,解理平行{011}完全,硬度3.5~4。相對密度3.77。產于含銅硫化物礦床氧化帶的次生富 集帶中。純者可制成藍色礦物顏料,它也是提煉銅的礦物原料。

孔雀石

孔雀石的成分為Cu2〔CO3〕 (OH)2,其中CuO為71.9%,二氧化碳式氣槍為19.9%,H2O為8.2%,或有微量氧化鈣氧化鐵二氧化硅等機械混入物。單斜晶系。晶體呈柱狀或針狀,但很少見;集合體常呈鐘乳狀、結核病狀、皮殼狀或纖維放射狀等。深綠至鮮綠色。條痕綠色。玻璃光澤至金剛光澤,纖維狀集合體呈絲絹光澤。結核狀者光澤暗淡。硬度3.5~4,比重3.9~4。遇鹽酸起泡。是原生含銅礦物氧化后所形成的次生礦物,產于含銅硫化物礦床的氧化帶中,經常與藍銅礦共生。它們的出現可作為尋找原生銅礦床的標志。大量聚積時可作為銅礦石利用(見“自然銅”)。塊大色美的孔雀石是工藝雕刻品的材料,粉末用以制顏料。

通性

不溶于水。受熱分解。

化學式為Cu2(OH)2CO3,又名孔雀石(主要成分是Cu2(OH)2CO3,非純凈物),是一種名貴的礦物寶石,屬于堿式碳酸鹽,是鹽的一種。它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的物質,又稱堿式碳酸銅(銅綠)。在空氣中加熱會分解為氧化銅、水和二氧化碳。銅綠(銅銹)也是堿式碳酸銅(主要成分是Cu2(OH)2CO3,非純凈物)。

標定方法

用標準鹽酸溶液滴定水樣時,若以酚酞作指示劑,滴定到等當點時,pH為8.4,此時消耗的酸量僅相當于碳酸根含量的一半,當再向溶液中加入甲基橙指示劑,繼續滴定到等當點時,溶液的ph值為4. 4,這時所滴定的是由碳酸鹽所轉變的碳酸氫鹽和水樣中原有的重碳酸鹽的總和,根據酚酞和甲基橙指示的兩次終點時所消耗的鹽酸標準溶液的體積,即可分別計算碳酸鹽和重碳酸鹽的含量。

制法

碳酸鹽的制法有以下四種:

①氨堿法:

碳酸鹽氨堿法的制作

② 堿吸收二氧化碳法:

2NH3+二氧化碳式氣槍+H2O─→(NH4)2CO3

③ 可溶性碳酸根沉淀難溶碳酸鹽法:

Na2CO3+氯化鈣─→CaCO3+2NaCl

④ 酸式碳酸鹽熱分解沉淀法:酸式碳酸鹽熱分解沉淀法制作

酸式碳酸鹽通??捎锰妓猁}進一步吸收二氧化碳的反應制備:

Na2CO3+CO2+H2O─→2NaHCO3

也可用堿吸收過量二氧化碳制備:

KOH+CO2─→KHCO3

NH3+H2O+CO2─→NH4HCO3

此外,難溶的堿式碳酸鹽可由某些金屬的可溶性鹽類溶液中加入堿金屬碳酸鹽溶液來制備:

可溶性鹽類溶液加堿金屬碳酸根溶液制備

式中M為Be、Mg、Cu等。

應用

在碳酸鹽中,純堿(碳酸鈉)是重要的化工原料,廣泛應用于化工、玻璃、肥皂、造紙、紡織和食品等工業。碳酸鉀(碳酸鉀)是玻璃生產的主要原料。碳酸氫鈉(碳酸氫鈉)廣泛用于醫藥和食品工業,也常用于制造滅火器。石灰石、大理石、白云石可用于建筑、水泥和鋼鐵等工業。

參考資料 >

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