Kolsyra, som är en vattenlösning av koldioxid, kan interagera med basiska och amfotera oxider, ammoniak och alkalier. Som ett resultat av reaktionen erhålls mediums alter - karbonater, och förutsatt att kolsyra tas i överskott - bikarbonater. I artikeln kommer vi att bekanta oss med de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos magnesiumbikarbonat, samt med egenskaperna hos dess distribution i naturen.
Kvalitativ reaktion för bikarbonatjon
Både medelstora s alter och sura, kolsyra interagerar med syror. Som ett resultat av reaktionen frigörs koldioxid. Dess närvaro kan detekteras genom att leda den uppsamlade gasen genom en lösning av kalkvatten. Grumlighet observeras på grund av utfällningen av en olöslig fällning av kalciumkarbonat. Reaktionen illustrerar hur magnesiumbikarbonat, som innehåller jonen HCO3-, reagerar.
Interaktion med s alter och alkalier
Hur uppstår utbytesreaktioner mellan lösningar av två s alter som bildas av syror med olika styrka, till exempel mellan bariumklorid och ett surt magnesiums alt? Det går med bildandet av ett olösligt s alt - bariumkarbonat. Sådana processer kallas jonbytesreaktioner. De slutar alltid med bildandet av en fällning, en gas eller en något dissocierande produkt, vatten. Reaktionen av en alkali av natriumhydroxid och magnesiumbikarbonat leder till bildandet av ett medels alt av magnesiumkarbonat och vatten. En egenskap hos den termiska sönderdelningen av ammoniumkarbonater är att, förutom utseendet av sura s alter, frigörs gasformig ammoniak. S alter av karbonatsyra kan, när de värms upp kraftigt, interagera med amfotära oxider, såsom zink eller aluminiumoxid. Reaktionen fortsätter med bildning av s alter - magnesiumaluminater eller zinkater. Oxider som bildas av icke-metalliska element kan också reagera med magnesiumbikarbonat. Nytt s alt, koldioxid och vatten finns i reaktionsprodukterna.
Mineraler som är utbredda i jordskorpan - kalksten, krita, marmor, interagerar med koldioxid löst i vatten under lång tid. Som ett resultat bildas sura s alter - magnesium- och kalciumbikarbonater. När miljöförhållandena förändras, till exempel när temperaturen stiger, uppstår omvända reaktioner. Mediums alter, som kristalliseras från vatten med hög koncentration av bikarbonater, bildar ofta istappar av karbonater - stalaktiter, samt utväxter i form av torn - stalagmiter i kalkstensgrottor.
Vattnets hårdhet
Vatten interagerar med s alter som finns i jorden, såsom magnesiumbikarbonat, vars formel är Mg(HCO3)2. Hon löser upp dem, och hon blir stel. Ju fler föroreningar, desto sämre kokas produkterna i sådant vatten, deras smak och näringsvärde försämras kraftigt. Sådant vatten är inte lämpligt för att tvätta hår och tvätta kläder. Hårt vatten är särskilt farligt för användning i ånginstallationer, eftersom kalcium- och magnesiumbikarbonater lösta i det faller ut under kokningen. Det bildar ett lager av skal som inte leder värme bra. Detta är fyllt med sådana negativa konsekvenser som överdriven bränsleförbrukning, såväl som överhettning av pannor, vilket leder till slitage och olyckor.
Magnesium- och kalciumhårdhet
Om kalciumjoner finns i en vattenlösning tillsammans med HCO-anjoner3-, orsakar de kalciumhårdhet, om magnesiumkatjoner - magnesium. Deras koncentration i vatten kallas total hårdhet. Vid långvarig kokning förvandlas bikarbonater till svårlösliga karbonater, som fälls ut som en fällning. Samtidigt reduceras vattnets totala hårdhet med en indikator på karbonat eller tillfällig hårdhet. Kalciumkatjoner bildar karbonater - medelstora s alter, och magnesiumjoner är en del av magnesiumhydroxid eller basiskt s alt - magnesiumkarbonathydroxid. Speciellt hög styvhet är inneboende i vattnet i haven och oceanerna. Till exempel, i Svarta havet är magnesiumhårdheten 53,5 mg-eq/l, och i Stilla havethav – 108 mg-eq/l. Tillsammans med kalksten finns magnesit ofta i jordskorpan - ett mineral som innehåller karbonat och bikarbonat av natrium och magnesium.
Vattenavhärdningsmetoder
Innan vatten används, vars totala hårdhet överstiger 7 mg-eq/l, bör det befrias från överskott av s alter - mjukas upp. Till exempel kan kalciumhydroxid, släckt kalk, tillsättas. Om läsk tillsätts samtidigt, kan du bli av med konstant (icke-karbonat) hårdhet. Mer bekväma metoder används också som inte kräver uppvärmning och kontakt med ett aggressivt ämne - alkali Ca(OH)2. Dessa inkluderar användningen av katjonbytare.
Principen för katjonbytarens funktion
Aluminosilikater och syntetiska jonbytarhartser är katjonbytare. De innehåller mobila natriumjoner. Passerar vatten genom filter med ett lager på vilket bäraren är placerad - en katjonbytare, natriumpartiklar kommer att förändras till kalcium- och magnesiumkatjoner. De senare är bundna av katjonbytarens anjoner och hålls stadigt fast i den. Om det finns en koncentration av Ca2+ och Mg2+ joner i vatten, så blir det svårt. För att återställa aktiviteten hos jonbytaren placeras ämnena i en lösning av natriumklorid, och den omvända reaktionen inträffar - natriumjoner ersätter magnesium- och kalciumkatjonerna som adsorberas på katjonbytaren. Renoverad jonbytare redo för hårdvattenavhärdning igen.
Elektrolytisk dissociation
De flesta av de medium och sura s alterna ii vattenlösningar delas den i joner, vilket är en ledare av det andra slaget. Det vill säga, ämnet genomgår elektrolytisk dissociation och dess lösning kan leda en elektrisk ström. Dissociationen av magnesiumbikarbonat leder till närvaron av magnesiumkatjoner och negativt laddade komplexjoner av kolsyraresten i lösningen. Deras riktade rörelse till motsatt laddade elektroder orsakar uppkomsten av en elektrisk ström.
Hydrolys
Utbytesreaktionerna mellan s alter och vatten, vilket leder till uppkomsten av en svag elektrolyt, är hydrolys. Det är av stor betydelse inte bara i oorganisk natur, utan är också grunden för metabolismen av proteiner, kolhydrater och fetter i levande organismer. Bikarbonat av kalium, magnesium, natrium och andra aktiva metaller, bildat av en svag kolsyra och en stark bas, hydrolyseras fullständigt i en vattenlösning. När färglöst fenolftalein tillsätts blir indikatorn röd. Detta indikerar miljöns alkaliska natur, på grund av ackumuleringen av överskottskoncentrationer av hydroxidjoner.
Lila lackmus i en vattenlösning av ett surt s alt av kolsyra blir blå. Ett överskott av hydroxylpartiklar i denna lösning kan också detekteras med en annan indikator - metylorange, som ändrar färg till gult.
Cirkelen av s alter av kolsyra i naturen
Förmågan hos bikarbonater att lösas upp i vatten ligger till grund för deras ständiga rörelse i den livlösa och levande naturen. Grundvatten, mättat med koldioxid, sipprar genom jordlagren in ibestår av magnesit och kalksten. Vatten med bikarbonat och magnesium kommer in i marklösningen och förs sedan ut i floder och hav. Därifrån kommer sura s alter in i djurens organismer och går till konstruktionen av deras yttre (skal, kitin) eller inre skelett. I vissa fall, under påverkan av den höga temperaturen i gejser eller s altkällor, sönderfaller kolkarbonater, frigör koldioxid och förvandlas till mineralavlagringar: krita, kalksten, marmor.
I artikeln studerade vi egenskaperna hos magnesiumbikarbonats fysikaliska och kemiska egenskaper och tog reda på hur det bildas i naturen.
