Ugljična kiselina

Ugljična kiselina (karbonatna kiselina, (O=C(OH)₂), H₂CO₃) slaba je anorganska kiselina. Nastaje otapanjem ugljikova(IV) oksida u vodi, no vrlo mala količina CO₂ izreagira sa vodom, jer se čak 99 % CO₂ u vodi nalazi u molekularnom stanju. U industriji se karbonatna kiselina koristi za proizvodnju pjenušavih (gaziranih) pića jer pićima daje kiselkast osvježavajuć okus, a nije opasna za čovjeka. Karbonatna kiselina se spontano raspada na CO₂ i H₂O.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

Iako se spojevi koji imaju dvije hidroksilne grupe na istom ugljikovom atomu mogu rijetko izolirati u čistu stanju, izgleda da oni mogu postojati u vodenoj otopini. Za takav primjer u kemiji je najbolja ugljična kiselina, koja se u vodenoj otopini ponaša kao dvobazna kiselina, ali se može izolirati samo u obliku svojih soli ili estera, ili kao anhidrid (tj. ugljikov dioksid).

Karbonatna kiselina disocira otapanjem u vodi i stvara dvije vrste iona; hidrogenkarbonatni i karbonatni ion.

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^- + H₃O⁺

HCO₃^- + H₂O → CO₃^2- + H₃O⁺

Pa tako stvara karbonatne (kalcijev karbonat, natrijev karbonat ...) i hidrogenkarbonatne (natrijev hidrogenkarbonat, kalcijev hidrogenkarbonat ...) soli.

Kalcijev karbonat (CaCO₃) ili vapnenac najvažniji je karbonat koji izgrađuje mnoge planinske lance (Dinara, Velebit, Alpe...), a i različiti organizmi od njega grade svoje ljušturice, kućice i oklope jer je vapnenac gotovo netopljiv u vodi. Često se zna i pojavljivati sa magnezijevim karbonatom u obliku dolomita (CaMg(CO₃)₂).bra

Stvaranje špiljskih ukrasa

Voda koja isparava u vapnenačkim špiljama spaja se sa ugljikovim dioksidom iz zraka te nastaje karbonatna kiselina. Karbonatna kiselina potom otapa vapnenac i stvara sa njim u vodi topljivi kalcijev hidrogenkarbonat (Ca(HCO₃)₂):

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Isparavanjem vode iz zasićene otopine kalcijeva hidrogenkarbonata oslobađa se ugljikov dioksid a izlučuje se netopivi kalcijev karbonat koji stvara stalaktite, stalagmite i stalagmate.

Natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO₃) može se kupiti u svakoj trgovini pod nazivom soda bikarbona ili natrijev bikarbonat, a služi pri izradi tijesta, za ublažavanje želučane kiseline (antacidno sredstvo) tj. žgaravice itd. U industriji sodu bikarbonu možemo pronaći u šumećim tabletama koja reagira sa kiselinama u tableti i oslobađa CO₂ koji šumi i pjeni. U našem želucu nalizi se 0,5 %-tna klorovodična kiselina pa tako natrijev hidrogenkarbonat s njom u reakciji daje natrijev klorid tj. kuhinjsku sol.

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

U antacidnim sredstima tj. sredstvima koji suzbijaju jaku kiselinu mogu se naći i magnezijev karbonat (MgCO₃) i magnezijev hidrogenkarbonat (Mg(HCO₃)₂).

U prirodi osim kalcijeva možemo pronaći i željezov(II) karbonat , a nalazimo ga u mineralu sideritu (FeCO₃), vrijednom mineralu željeza.

Svi karbonatni spojevi mogu se dokazati s nekom kiselinom koja je jača od ugljične pa zato je iz njezinih spojeva istiskuje u obliku vode i dioksida, a prisustvo ugljikova dioksida može se dokazati vapnenom vodom tj. bistom otopinom kalcijeva hidoksida (bistra kalcijeva lužina).