L'àcid carbònic, que és una solució aquosa de diòxid de carboni, pot interactuar amb òxids bàsics i amfòters, amoníac i àlcalis. Com a resultat de la reacció, s'obtenen sals mitjanes - carbonats, i sempre que es prengui àcid carbònic en excés - bicarbonats. En l'article, ens familiaritzarem amb les propietats físiques i químiques del bicarbonat de magnesi, així com amb les característiques de la seva distribució a la natura.
Reacció qualitativa de l'ió bicarbonat
Tant les sals mitjanes com les àcides, l'àcid carbònic interacciona amb els àcids. Com a resultat de la reacció, s'allibera diòxid de carboni. La seva presència es pot detectar fent passar el gas recollit per una solució d'aigua de calç. S'observa terbolesa a causa de la precipitació d'un precipitat insoluble de carbonat de calci. La reacció il·lustra com reacciona el bicarbonat de magnesi, que conté l'ió HCO3-..
Interacció amb sals i àlcalis
Com es produeixen les reaccions d'intercanvi entre solucions de dues sals formades per àcids de diferent intensitat, per exemple, entre el clorur de bari i una sal àcida de magnesi? Va amb la formació d'una sal insoluble: carbonat de bari. Aquests processos s'anomenen reaccions d'intercanvi iònic. Sempre acaben amb la formació d'un precipitat, un gas o un producte lleugerament dissociant, l'aigua. La reacció d'un àlcali d'hidròxid de sodi i bicarbonat de magnesi condueix a la formació d'una sal mitjana de carbonat de magnesi i aigua. Una característica de la descomposició tèrmica dels carbonats d'amoni és que, a més de l'aparició de sals àcides, s'allibera amoníac gasós. Les sals de l'àcid carbonatat, quan s'escalfen amb força, poden interactuar amb òxids amfòters, com ara l'òxid de zinc o d'alumini. La reacció continua amb la formació de sals: aluminats de magnesi o zincats. Els òxids formats per elements no metàl·lics també són capaços de reaccionar amb el bicarbonat de magnesi. Es troben noves sal, diòxid de carboni i aigua als productes de reacció.
Minerals molt estesos a l'escorça terrestre: pedra calcària, guix, marbre, interactuen amb el diòxid de carboni dissolt a l'aigua durant molt de temps. Com a resultat, es formen sals àcides: bicarbonats de magnesi i calci. Quan les condicions ambientals canvien, per exemple, quan la temperatura augmenta, es produeixen reaccions inverses. Les sals mitjanes, que cristal·litzen a partir d'aigua amb una alta concentració de bicarbonats, sovint formen glaçons a partir de carbonats - estalactites, així com creixements en forma de torres - estalagmites a les coves de pedra calcària.
Duresa de l'aigua
L'aigua interacciona amb les sals contingudes al sòl, com ara el bicarbonat de magnesi, la fórmula del qual és Mg(HCO3)2. Ella els dissol i es torna rígid. Com més impureses, pitjor es bullen els productes en aquesta aigua, el seu sabor i valor nutricional es deterioren bruscament. Aquesta aigua no és adequada per rentar els cabells i la roba. L'aigua dura és especialment perillosa per al seu ús en instal·lacions de vapor, ja que els bicarbonats de calci i magnesi dissolts en ella precipiten durant l'ebullició. Forma una capa d'escala que no condueix bé la calor. Això està ple de conseqüències tan negatives com el consum excessiu de combustible, així com el sobreescalfament de les calderes, que provoca el seu desgast i accidents.
Duresa de magnesi i calci
Si hi ha ions de calci en una solució aquosa juntament amb anions HCO3-, aleshores causen duresa del calci, si cations de magnesi - magnesi. La seva concentració en aigua s'anomena duresa total. Amb una ebullició prolongada, els bicarbonats es converteixen en carbonats poc solubles, que precipiten com a precipitat. Al mateix temps, la duresa total de l'aigua es redueix per un indicador de duresa carbonatada o temporal. Els cations de calci formen carbonats - sals mitjanes, i els ions de magnesi formen part de l'hidròxid de magnesi o la sal bàsica - hidròxid de carbonat de magnesi. Especialment, l' alta rigidesa és inherent a l'aigua dels mars i oceans. Per exemple, al Mar Negre, la duresa del magnesi és de 53,5 mg-eq / l, i al Pacíficoceà – 108 mg-eq/l. Juntament amb la pedra calcària, la magnesita es troba sovint a l'escorça terrestre, un mineral que conté carbonat i bicarbonat de sodi i magnesi.
Mètodes per suavitzar l'aigua
Abans d'utilitzar aigua, la duresa total de la qual supera els 7 mg-eq/l, s'ha d'alliberar de l'excés de sals, suavitzada. Per exemple, s'hi pot afegir hidròxid de calci, calç apagada. Si s'afegeix refresc al mateix temps, podeu desfer-vos de la duresa constant (no carbonatada). També s'utilitzen mètodes més convenients que no requereixen escalfament i contacte amb una substància agressiva: àlcali Ca(OH)2. Aquests inclouen l'ús d'intercanviadors de cations.
El principi de funcionament de l'intercanviador de cations
Els aluminosilicats i les resines d'intercanvi iònic sintètiques són intercanviadors de cations. Contenen ions mòbils de sodi. Passant l'aigua a través de filtres amb una capa sobre la qual es troba el portador: un intercanviador de cations, les partícules de sodi es convertiran en cations de calci i magnesi. Aquests últims estan units pels anions de l'intercanviador de cations i s'hi mantenen fermament. Si hi ha una concentració d'ions Ca2+ i Mg2+ a l'aigua, serà difícil. Per restaurar l'activitat de l'intercanviador d'ions, les substàncies es col·loquen en una solució de clorur de sodi i es produeix la reacció inversa: els ions de sodi substitueixen els cations de magnesi i calci adsorbits a l'intercanviador de cations. Bescanviador d'ions renovat a punt per al procés de suavització d'aigua dura de nou.
Dissociació electrolítica
La majoria dels mitjans i les sals àcidesen solucions aquoses, es divideix en ions, essent un conductor del segon tipus. És a dir, la substància experimenta una dissociació electrolítica i la seva solució és capaç de conduir un corrent elèctric. La dissociació del bicarbonat de magnesi condueix a la presència de cations de magnesi i ions complexos carregats negativament del residu d'àcid carbònic a la solució. El seu moviment dirigit a elèctrodes de càrrega oposada provoca l'aparició d'un corrent elèctric.
Hidròlisi
Les reaccions d'intercanvi entre sals i aigua, que donen lloc a l'aparició d'un electròlit feble, és la hidròlisi. És de gran importància no només en la naturalesa inorgànica, sinó que també és la base per al metabolisme de proteïnes, hidrats de carboni i greixos en els organismes vius. El bicarbonat de potassi, magnesi, sodi i altres metalls actius, format per un àcid carbònic feble i una base forta, està completament hidrolitzat en una solució aquosa. Quan s'hi afegeix fenolftaleïna incolora, l'indicador es torna carmesí. Això indica la naturalesa alcalina de l'entorn, a causa de l'acumulació d'excés de concentració d'ions hidròxid.
El tornasol porpra en una solució aquosa d'una sal àcida d'àcid carbònic es torna blau. També es pot detectar un excés de partícules d'hidroxil en aquesta solució mitjançant un altre indicador: la taronja de metil, que canvia el seu color a groc.
El cicle de les sals de l'àcid carbònic a la natura
La capacitat dels bicarbonats de dissoldre's a l'aigua és la base del seu moviment constant en la naturalesa inanimada i viva. L'aigua subterrània, saturada de diòxid de carboni, s'infiltra a través de les capes del sòlcompost de magnesita i pedra calcària. L'aigua amb bicarbonat i magnesi entra a la solució del sòl, després es porta als rius i mars. A partir d'aquí, les sals àcides entren als organismes dels animals i van a la construcció del seu esquelet extern (petxines, quitina) o intern. En alguns casos, sota la influència de l'elevada temperatura del guèiser o de les aigües salades, els hidrocarbonats es descomponen, alliberant diòxid de carboni i convertint-se en dipòsits minerals: guix, calcàries, marbre.
A l'article, vam estudiar les característiques de les propietats físiques i químiques del bicarbonat de magnesi i vam descobrir les formes de la seva formació a la natura.
