Угольная кислота

Угольная кислота

Химическая  формула  

H2CO3 

Вид  молекулы

Общие  сведения 

Угольная  кислота́ — слабая  двухосновная кислота. В чистом виде  не выделена. Образуется  в малых количествах  при растворении  углекислого газа  в воде, в том  числе и углекислого  газа из воздуха. Образует ряд устойчивых  неорганических и  органических производных: соли (карбонаты и  гидрокарбонаты), сложные  эфиры, амиды  и  др.

Физические  свойства 
 

Молекула  угольной кислоты  имеет плоское  строение. Центральный  углеродный атом  имеет sp²-гибридизацию. В гидрокарбонат- и карбонат-анионах  происходит делокализация  π-связи. Длина связи C—O в карбонат-ионе  составляет 129 пм.

Химические  свойства

Разложение 
 

При повышении температуры  раствора и/или понижении парциального  давления диоксида углерода равновесие  в системе       смещается влево, что приводит к разложению части угольной кислоты на воду и диоксид углерода. При кипении раствора угольная кислота разлагается полностью:

                                     

Получение 
 

Угольная  кислота образуется при растворении  в воде диоксида углерода.  

Содержание  угольной кислоты в растворе  увеличивается при понижении  температуры раствора и увеличении  давления углекислого газа.

Также угольная  кислота образуется при взаимодействии  её солей (карбонатов и гидрокарбонатов) с более сильной кислотой. При  этом бо́льшая часть образовавшейся  угольной кислоты, как правило, разлагается  на воду и диоксид углерода

Применение 
 

Угольная  кислота всегда присутствует  в водных растворах углекислого  газа (газированная вода).

В биохимии  используется свойство равновесной  системы   изменять давление  газа пропорционально изменению  содержания ионов оксония (кислотности) при постоянной температуре. Это  позволяет регистрировать в реальном  времени ход ферментативных реакций, протекающих с изменением pH раствора

Органические  производные 
 

Угольную кислоту  формально можно рассматривать  как карбоновую кислоту с гидроксильной  группой вместо углеводородного  остатка. В этом качестве она  может образовывать все производные, характерные для карбоновых кислот^.

Некоторые представители  подобных соединений перечислены  в таблице. 
 

Класс  соединений 

Пример  соединения 

Сложные эфиры 

поликарбонаты 

Хлорангидриды 

фосген 

Амиды 

мочевина 

Нитрилы 

циановая кислота 

Ангидриды 

пироугольная кислота