Көмір қышқылының тұздары. Көмір қышқылының тұздарын қолдану

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-02 17:50

Бейорганикалық қышқылдар химия өнеркәсібінде өте маңызды. Өйткені, олар көптеген синтездер үшін шикізат болып табылады, процестерді катализдейді, сусыздандыру кезінде суды кетіретін агент ретінде әрекет етеді және т.б.

Алайда олардың тұздары – молекулаларының құрамындағы металды сутегімен алмастыру өнімдері одан да құнды. Көмір қышқылы бұл жағынан ерекше. Өйткені, өздігінен ол іс жүзінде жоқ, ауада ол бірден көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды. Бірақ көмір қышқылы ерте заманнан бері адамға белгілі тұздарды құрайды. Олар өндіріс пен қызметтің көптеген салаларында өте танымал. Біз оларды қарастырамыз.

Көмір қышқылының тұздары: классификация

Ең алдымен, қарастырылатын заттарды басқаша атауға болатынын бірден атап өткен жөн. Тарихи қалыптасқан немесе тривиальды, сондай-ақ рационалды номенклатура туралы деректердің барлығы тамыр алып, бүгінгі күнге дейін қолданылғаны осылай болды. Сонымен, көмір қышқылының тұздары, олар былай аталады:

карбонаттар;
бикарбонаттар;
көмірқышқыл газы;
бикарбонат;
көмірсутектер.

Соныменәрине, әрқайсысының жеке жалпы атауы бар.

Жоғарыда аталған атаулар бірден қарастырылатын қосылыстардың жіктелуін көрсетеді. Қышқыл екі негізді болғандықтан, ол екі түрлі тұздар түзеді:

орта;
қышқыл.

Соңғысының атына гидро- немесе би- префикстері қосылады. Сілтілік немесе сілтілі жер металының әрбір дерлік тұзы іс жүзінде адамдардың экономикалық қызметінде қажет болатын маңызды қосылыс болып табылады.

Ашу және пайдалану тарихы

Көмір қышқылының тұздарын адамдар көне заманнан біледі. Шынында да, тіпті Ежелгі Египетте құрылыс гипс, алебастр, әктас және мәрмәр арқылы жүргізілді.

Аға Плиний еңбектерінде әктасты жағу арқылы әк алудың технологиялық процесі айтылады. Әлемнің әйгілі кереметі – пирамидалар гипс пен одан алынған материалдарды қолдану арқылы тұрғызылған. Калий өсімдіктердің күлінен алынып, киім жууға, содан кейін сабын жасауға пайдаланылды.

Яғни, адамдар табиғат беретін өнімдерді қалай пайдалану керектігін әрқашан дерлік білетін. Алайда, бұл көмірқышқыл тұздары екендігі, олардың құрылымы қандай, жасанды жолмен синтезделу жолы және олардың басқа да қандай қасиеттері бар екені әлдеқайда кейінірек, 17-18 ғасырларда белгілі болды.

Бүгінгі таңда сілтілік және сілтілік жер металдарының көптеген карбонаттары да кеңінен қолданылады, олардың кейбіреулеріжер асты суларының айналымы процестерінің маңызды бөлігі.

Табиғаттағы депозиттер

Пайыз бойынша қарастырылатын минералдар жер қыртысының барлық массасының шамамен 5% алады. Олар негізінен сыртта, тау жыныстарын түзеді. Сондай-ақ көптеген тұздар гидротермиялық процестер арқылы түзіледі.

Биохимиялық жолмен карбонаттардың түзілуіне микроорганизмдер, моллюскалар және басқа да жануарлар мен өсімдіктер ықпал етеді. Көбінесе көмір қышқылының тұздары рудаларда кездеседі, олармен бірге ассоциациялар түзеді.

Осы қосылыстардың ең танымал минералдары мен жыныстары:

кальцит;
доломит;
бор;
мрамор;
әктас;
гипс;
магнезит;
сидерит;
малахит.

Алу және қолдану әдістері

Көмір қышқылының тұздары карбонаттар деп аталады (егер біз орташа вариациялар туралы айтатын болсақ). Бұл олардың міндетті түрде формуласы CO₃^{2- болатын карбонат ионын қамтитынын білдіреді. Толық көріністі аяқтау үшін бұл тұзда тек металл катионы және қосылыстың сандық құрамын көрсететін индекстер жетіспейді. Бұл осы заттарды алудың зертханалық әдістерінде қолданылады.}

Өйткені көміртекті тұздарды табиғи көздерден алудан басқа алмасу, қосылу және орын басу реакциялары арқылы да синтездеуге болады. Алайда мұндай әдістердің практикалық маңызы жоқ, өйткені өнім шығымы тым аз және энергияны қажет етеді.

Көмір қышқылының тұздары қайда, қандай салаларда қолданылады? Үшінолардың әрқайсысы жеке, бірақ жалпы алғанда, бірнеше негізгі салаларды анықтауға болады.

Құрылыс бизнесі.
Химия өнеркәсібі.
Шыны өндірісі.
Сабын жасау.
Қағаз синтезі.
Тағам өнеркәсібі.
Жуу және тазалау құралдарын өндіру.
Кальций карбонаттары тірі организмдердегі металл иондарының көзі болып табылады.

Карбонаттардың бірнеше мысалын, олардың құрамы мен маңызын арнайы қарастырайық.

Кальций карбонаты

Жоғарыда айтылғандай, бұл зат адам ағзасындағы кальций иондарының Ca2+ көзі болып табылады. Және бұл өте маңызды. Өйткені, олар қанның буферлік жүйесінің тұрақтылығын сақтауға қатысады, сүйектердің, тырнақтардың, шаштың бөлігі болып табылады, тіс эмальын нығайтады.

Кальций жетіспесе, әртүрлі аурулар, соның ішінде жүрек жеткіліксіздігі, остеопороз, көз алмасының линзасындағы патологиялық өзгерістер және т.б. сияқты қауіпті аурулар дамиды.

Сонымен қатар, кальций карбонаты құрылыс индустриясында да қолданылады. Өйткені, оның сорттары:

бор;
мрамор;
әктас.

Бұл тұздың кен орындары жеткілікті түрде бай, адам ондағы тапшылықты сезінбейді. Көбінесе ол төмендегі фотодағыдай тазартылған түрде таблеткалар түрінде сатылады. Рас, кальций жеткілікті түрде сіңуі үшін D дәруменінің болуы қажет.

Натрий карбонаты

Көмір тұзықышқылдар – карбонаттар – адам шаруашылығында да маңызды. Сонымен, натрий карбонаты немесе натрий карбонаты қарапайым адамдарда сода деп аталады. Дегенмен, бұл әртүрлі тағамдарды дайындаудың маңызды бөлігі болып табылатын зат емес. Жоқ, бұл тұз тұрмыстық мақсаттарда өнімдердің тұрмыстық беттерін тазалау үшін қолданылады: ванналар, раковиналар, ыдыс-аяқ және т.б. Ол сода күлі немесе кір содасы ретінде танымал, ол шыны өндірісінде, сабын жасауда да қолданылады.

Бұл қосылыстың формуласы: Na₂CO₃10H_{2O. Бұл кристалдық гидраттарға жататын орташа сулы тұз. Ол табиғатта минералдар түрінде және тау жыныстарының құрамында кездеседі. Мысалдар:}

тақ;
нахолит;
термонатрит.

Көбінесе теңіз балдырларынан, олардың күлінен оқшауланады. Дәл осы әдіс ежелгі уақытта сабын өндіру үшін шикізат алу немесе жай ғана киімді жуу үшін қолданылған. Бұл тұзды қамтитын ең бай өсімдік - содасы бар қожа. Оның күлі натрий карбонатын алу үшін ең қолайлы болып табылады.

Калий

Бұл атқа ие көмір қышқылының тұзының формуласы: K₂CO_{3. Бұл ақ кристалды гигроскопиялық ұнтақ. Өте жақсы ерігіштігі бар орташа сусыз тұз. Бұл қосылыс адамдарға ұзақ уақыт бойы белгілі және ол бүгінде кеңінен қолданылады. Атаудың синонимдері:}

калий карбонаты;
калий;
калий карбонаты.

Негізгі қолданулар төмендегідей.

Басқасұйық сабын өндіру процестеріндегі реагент.
Хрусталь және оптикалық шыны, отқа төзімді шыны синтезі үшін.
Маталарды бояуға арналған.
Дақылдарға тыңайтқыш ретінде.
Құрылыс индустриясында - құрылыс қоспаларының қату температурасын төмендету үшін.
Фото қорапта.

Бұл тұзды алудың негізгі өнеркәсіптік әдісі кальций хлоридінің электролизі болып табылады. Бұл көмірқышқыл газымен әрекеттесетін және калий түзетін гидроксидті құрайды. Табиғи шикізат - бұл дәнді дақылдар мен балдырлардың күлі, олардың құрамында көп мөлшерде болады.

Сода ішу

Көмір қышқылының қышқыл тұздары орташа мәннен кем емес. Мысалы, формуласы NaHCO_{3 болатын натрий гидрокарбонаты. Оның басқа атауы, бәріне жақсы белгілі, сода ішу. Сырттай бұл ақ түсті майда ұнтақ, суда өте жақсы ериді. Қосылыс қыздырған кезде тұрақсыз, ол бірден көмірқышқыл газына, суға және орташа тұзға ыдырайды. Бұл тірі организмдердің ішкі ортасында буфер ретінде ас содасын пайдалануға мүмкіндік береді.}

Бұл қосылыс үшін тағы бірнеше қолданбалар бар:

тағамдық (әсіресе кондитерлік өнімдер) өнеркәсібі;
дәрі (қышқылдармен күйіктерді емдеуге арналған);
пластика, бояғыштар, көбік пластмассалары, тұрмыстық химия өндірісіндегі химиялық синтездерде;
жеңіл және тоқыма өнеркәсібінде (былғары илеу, жібек маталарды өңдеу және т.б.);
қашан пайдаланыладыгаздалған сусындар мен әртүрлі аспаздық тағамдарды өндіру;
Өрт сөндіргіштер натрий гидрокарбонатымен толтырылған.

Кальций бикарбонаты

Бұл қышқыл көмір қышқылы жер асты суларының айналымының маңызды бөлігі болып табылады. Бұл қосылыс судың уақытша кермектігінің пайда болуын қамтамасыз етеді, ол қайнату арқылы жойылады. Сонымен бірге табиғаттағы карбонаттардың массалық қозғалысына ықпал ететін кальций бикарбонаты, яғни олардың айналымын жүзеге асырады. Бұл қосылыстың формуласы: Ca(HCO₃)_2.