Koolstofsuur, wat 'n waterige oplossing van koolstofdioksied is, kan interaksie hê met basiese en amfoteriese oksiede, ammoniak en alkalieë. As gevolg van die reaksie word medium soute verkry - karbonate, en mits koolsuur in oormaat geneem word - bikarbonate. In die artikel sal ons kennis maak met die fisiese en chemiese eienskappe van magnesiumbikarbonaat, asook met die kenmerke van die verspreiding daarvan in die natuur.
Kwalitatiewe reaksie vir bikarbonaatioon
Beide medium soute en suur soute, koolsuur wissel met sure. As gevolg van die reaksie word koolstofdioksied vrygestel. Die teenwoordigheid daarvan kan opgespoor word deur die versamelde gas deur 'n oplossing van kalkwater te laat. Troebelheid word waargeneem as gevolg van die neerslag van 'n onoplosbare presipitaat van kalsiumkarbonaat. Die reaksie illustreer hoe magnesiumbikarbonaat, wat die ioon HCO3- bevat, reageer.
Interaksie met soute en alkalieë
Hoe vind uitruilreaksies plaas tussen oplossings van twee soute wat gevorm word deur sure van verskillende sterkte, byvoorbeeld tussen bariumchloried en 'n suur magnesiumsout? Dit gaan saam met die vorming van 'n onoplosbare sout - bariumkarbonaat. Sulke prosesse word ioonuitruilreaksies genoem. Hulle eindig altyd met die vorming van 'n neerslag, 'n gas, of 'n effens dissosierende produk, water. Die reaksie van 'n alkali van natriumhidroksied en magnesiumbikarbonaat lei tot die vorming van 'n medium sout van magnesiumkarbonaat en water. 'n Kenmerk van die termiese ontbinding van ammoniumkarbonate is dat, benewens die voorkoms van suursoute, gasvormige ammoniak vrygestel word. Soute van karbonaatsuur, wanneer dit sterk verhit word, kan interaksie met amfoteriese oksiede, soos sink of aluminiumoksied, hê. Die reaksie gaan voort met die vorming van soute - magnesiumaluminate of sinkate. Oksiede wat deur nie-metaalelemente gevorm word, is ook in staat om met magnesiumbikarbonaat te reageer. Nuwe sout, koolstofdioksied en water word in die reaksieprodukte gevind.
Minerale wydverspreid in die aardkors - kalksteen, kryt, marmer, interaksie met koolstofdioksied opgelos in water vir 'n lang tyd. As gevolg hiervan word suur soute gevorm - magnesium- en kalsiumbikarbonate. Wanneer die omgewingstoestande verander, byvoorbeeld wanneer die temperatuur styg, vind omgekeerde reaksies plaas. Medium soute, wat uit water met 'n hoë konsentrasie bikarbonate kristalliseer, vorm dikwels ijskegels van karbonate - stalaktiete, sowel as groeisels in die vorm van torings - stalagmiete in kalksteengrotte.
Waterhardheid
Water is in wisselwerking met soute wat in die grond voorkom, soos magnesiumbikarbonaat, waarvan die formule Mg(HCO3)2 is. Sy los hulle op, en sy word styf. Hoe meer onsuiwerhede, hoe slegter word die produkte in sulke water gekook, hul smaak en voedingswaarde verswak skerp. Sulke water is nie geskik om hare te was en klere te was nie. Harde water is veral gevaarlik vir gebruik in stoominstallasies, aangesien kalsium- en magnesiumbikarbonate wat daarin opgelos is, neerslaan tydens kook. Dit vorm 'n laag skaal wat hitte nie goed gelei nie. Dit is belaai met sulke negatiewe gevolge soos oormatige brandstofverbruik, sowel as oorverhitting van ketels, wat tot hul slytasie en ongelukke lei.
Magnesium- en kalsiumhardheid
As kalsiumione in 'n waterige oplossing saam met HCO-anione teenwoordig is3-, dan veroorsaak hulle kalsiumhardheid, as magnesiumkatione - magnesium. Hul konsentrasie in water word totale hardheid genoem. Met langdurige kook verander bikarbonate in swak oplosbare karbonate, wat as 'n neerslag neerslaan. Terselfdertyd word die totale hardheid van water verminder deur 'n aanduiding van karbonaat of tydelike hardheid. Kalsiumkatione vorm karbonate - medium soute, en magnesiumione is deel van magnesiumhidroksied of basiese sout - magnesiumkarbonaathidroksied. Veral hoë rigiditeit is inherent aan die water van die see en oseane. Byvoorbeeld, in die Swart See is magnesiumhardheid 53,5 mg-eq / l, en in die Stille Oseaanoseaan – 108 mg-ekw/l. Saam met kalksteen word magnesiet dikwels in die aardkors aangetref – 'n mineraal wat karbonaat en bikarbonaat van natrium en magnesium bevat.
Waterversagmiddelmetodes
Voordat water gebruik word, waarvan die totale hardheid 7 mg-eq/l oorskry, moet dit van oortollige soute bevry word - versag. Byvoorbeeld, kalsiumhidroksied, gebluste kalk, kan daarby gevoeg word. As soda terselfdertyd bygevoeg word, kan jy ontslae raak van konstante (nie-karbonaat) hardheid. Geriefliker metodes word ook gebruik wat nie verhitting en kontak met 'n aggressiewe stof benodig nie - alkali Ca(OH)2. Dit sluit die gebruik van katioonuitruilers in.
Die beginsel van werking van die katioonwisselaar
Aluminosilikate en sintetiese ioonuitruilharse is katioonuitruilers. Hulle bevat mobiele natriumione. Gaan water deur filters met 'n laag waarop die draer geleë is - 'n katioonuitruiler, sal natriumdeeltjies in kalsium- en magnesiumkatione verander. Laasgenoemde word deur die anione van die katioonwisselaar gebind en word stewig daarin vasgehou. As daar 'n konsentrasie van Ca2+ en Mg2+ ione in water is, dan sal dit moeilik wees. Om die aktiwiteit van die ioonuitruiler te herstel, word die stowwe in 'n oplossing van natriumchloried geplaas, en die omgekeerde reaksie vind plaas - natriumione vervang die magnesium- en kalsiumkatione wat op die katioonruiler geadsorbeer word. Opgeknapte ioonwisselaar gereed vir hardewaterversagtingsproses weer.
Elektrolitiese dissosiasie
Meeste van die medium en suur soute inin waterige oplossings verdeel dit in ione, wat 'n geleier van die tweede soort is. Dit wil sê, die stof ondergaan elektrolitiese dissosiasie en die oplossing daarvan is in staat om 'n elektriese stroom te gelei. Die dissosiasie van magnesiumbikarbonaat lei tot die teenwoordigheid van magnesiumkatione en negatief gelaaide komplekse ione van die koolsuurresidu in die oplossing. Hulle gerigte beweging na teenoorgestelde gelaaide elektrodes veroorsaak die voorkoms van 'n elektriese stroom.
hidrolise
Die uitruilreaksies tussen soute en water, wat lei tot die verskyning van 'n swak elektroliet, is hidrolise. Dit is nie net van groot belang in die anorganiese natuur nie, maar is ook die basis vir die metabolisme van proteïene, koolhidrate en vette in lewende organismes. Bikarbonaat van kalium, magnesium, natrium en ander aktiewe metale, gevorm deur 'n swak koolsuur en 'n sterk basis, word heeltemal gehidroliseer in 'n waterige oplossing. Wanneer kleurlose fenolftaleïen daarby gevoeg word, word die aanwyser bloedrooi. Dit dui op die alkaliese aard van die omgewing, as gevolg van die ophoping van oortollige konsentrasie hidroksiedione.
Pers lakmoes in 'n waterige oplossing van 'n suur sout van koolsuur word blou. 'n Oormaat hidroksieldeeltjies in hierdie oplossing kan ook opgespoor word deur 'n ander aanwyser - metieloranje, wat sy kleur na geel verander.
Die siklus van soute van koolsuur in die natuur
Die vermoë van bikarbonate om in water op te los lê ten grondslag van hul konstante beweging in die lewelose en lewende natuur. Grondwater, versadig met koolstofdioksied, sypel deur die lae grond, inbestaan uit magnesiet en kalksteen. Water met bikarbonaat en magnesium kom die grondoplossing binne en word dan in riviere en seë uitgevoer. Van daar af gaan suur soute die organismes van diere binne en gaan na die konstruksie van hul eksterne (skulpe, chitien) of interne skelet. In sommige gevalle, onder die invloed van die hoë temperatuur van geiser of soutbronne, ontbind hidrokarbonate, stel koolstofdioksied vry en verander in mineraalafsettings: kryt, kalksteen, marmer.
In die artikel het ons die kenmerke van die fisiese en chemiese eienskappe van magnesiumbikarbonaat bestudeer en die maniere van die vorming daarvan in die natuur uitgevind.
