In der Chemie ist ein Karbonat ein Salz von kohlenstoffhaltiger Säure, die durch die Anwesenheit des Karbonat-Ions charakterisiert ist. Der Name kann auch einen ester von kohlenstoffhaltiger Säure, eine organische Zusammensetzung bedeuten, die die Karbonat-Gruppe C (=O) (O-) enthält.

Der Begriff wird auch als ein Verb gebraucht, um carbonation zu beschreiben: Der Prozess, die Konzentrationen des Karbonats und der Bikarbonat-Ionen in Wasser zu erheben, um mit Kohlensäure behandeltes Wasser und andere kohlensäurehaltige Getränke — entweder durch die Hinzufügung von Kohlendioxyd-Benzin unter dem Druck, oder durch das Auflösen des Karbonats oder der Bikarbonat-Salze ins Wasser zu erzeugen.

In der Geologie und Mineralogie kann sich der Begriff "Karbonat" beziehen, sowohl um Minerale als auch Karbonat-Felsen mit Kohlensäure zu behandeln (der aus hauptsächlich Karbonat-Mineralen gemacht wird), und beide durch das Karbonat-Ion, CO beherrscht werden. Karbonat-Minerale werden äußerst geändert und im chemisch hinabgestürzten Sedimentgestein allgegenwärtig. Die allgemeinsten sind Kalkspat- oder Kalzium-Karbonat, CaCO, der Hauptbestandteil von Kalkstein (sowie der Hauptbestandteil von Molluske-Schalen und Korallenskeletten); Dolomit, ein Karbonat des Kalzium-Magnesiums CaMg (CO); und siderite oder Eisen (II) Karbonat, FeCO, ein wichtiges Eisenerz. Natriumkarbonat ("Soda" oder "natron") und Pottasche ("Kali") ist seit der Altertümlichkeit für die Reinigung und Bewahrung, sowie für die Fertigung des Glases verwendet worden. Karbonate werden in der Industrie, z.B in der Eisenverhüttung, als ein Rohstoff für die Zement- und Limone-Fertigung von Portland, in der Zusammensetzung von keramischen Polituren, und mehr weit verwendet.

Struktur und das Abbinden

Das Karbonat-Ion ist das einfachste oxocarbon Anion. Es besteht aus einem Kohlenstoff-Atom, das durch drei Sauerstoff-Atome in einer trigonal planaren Einordnung mit der D molekularen Symmetrie umgeben ist. Es hat eine molekulare Masse von 60.01 daltons und trägt eine negative zwei formelle Anklage. Es ist die verbundene Basis des Wasserstoffkarbonats (Bikarbonat) Ion, HCO, der die verbundene Basis von HCO, kohlenstoffhaltiger Säure ist.

Die Struktur von Lewis des Karbonat-Ions hat zwei (lange) einzelne Obligationen zu negativen Sauerstoff-Atomen und eine kurze Doppelbindung zu einem neutralen Sauerstoff

Diese Struktur ist mit der beobachteten Symmetrie des Ions unvereinbar, das andeutet, dass die drei Obligationen ebenso lang sind, und dass die drei Sauerstoff-Atome gleichwertig sind. Als im Fall vom isoelectronic Nitrat-Ion kann die Symmetrie durch eine Klangfülle zwischen drei Strukturen erreicht werden:

Diese Klangfülle kann durch ein Modell mit Bruchobligationen und Delocalized-Anklagen zusammengefasst werden:

Chemische Eigenschaften

Metallkarbonate zersetzen sich allgemein auf der Heizung, dem Befreien-Kohlendioxyd vom langfristigen Kohlenstoff-Zyklus bis den kurzfristigen Kohlenstoff-Zyklus und das Zurücklassen eines Oxyds des Metalls. Dieser Prozess wird Kalzinierung, danach calx, der lateinische Name von gelöschtem Kalk oder Kalzium-Oxyd, CaO genannt, der durch das Rösten von Kalkstein in einem Limone-Brennofen erhalten wird.

Ein Karbonat-Salz formt sich, wenn ein positiv beladenes Ion den negativ beladenen Sauerstoff-Atomen des Ions anhaftet, eine ionische Zusammensetzung bildend:

:2 + 

: + 

:2 + 3 

Die meisten Karbonat-Salze sind in Wasser bei der Standardtemperatur und dem Druck, mit Löslichkeitskonstanten weniger unlöslich als 1×10. Ausnahmen schließen Lithium, Natrium, Kalium und Ammonium-Karbonate, sowie viele Uran-Karbonate ein.

In der wässrigen Lösung bestehen Karbonat, Bikarbonat, Kohlendioxyd und kohlenstoffhaltige Säure zusammen in einem dynamischen Gleichgewicht. In stark grundlegenden Bedingungen herrscht das Karbonat-Ion vor, während in schwach grundlegenden Bedingungen das Bikarbonat-Ion überwiegend ist. In saureren Bedingungen ist wässriges Kohlendioxyd, (aq), die Hauptform, die, mit Wasser im Gleichgewicht mit kohlenstoffhaltiger Säure ist - liegt das Gleichgewicht stark zum Kohlendioxyd. So ist Natriumkarbonat grundlegend, doppeltkohlensaures Natron ist schwach grundlegend, während Kohlendioxyd selbst eine schwache Säure ist. Bemerken Sie, dass, obwohl die Karbonat-Salze von den meisten Metallen in Wasser unlöslich sind, dasselbe auf die Bikarbonat-Salze nicht zutrifft. Dieses Gleichgewicht zwischen dem Karbonat, dem Bikarbonat, dem Kohlendioxyd und der kohlenstoffhaltigen Säure in Wasser, kann unter dem Ändern der Temperatur oder Druck-Bedingungen, und in Gegenwart von Metallionen mit unlöslichen Karbonaten, auf Bildung von unlöslichen Zusammensetzungen hinauszulaufen. Das ist für die Zunahme der Skala innerhalb von durch hartes Wasser verursachten Pfeifen verantwortlich.

Kohlensäurehaltiges Wasser wird durch das Auflösen in Wasser unter dem Druck gebildet. Wenn der teilweise Druck dessen zum Beispiel reduziert wird, wenn eine Dose von Soda, das Gleichgewicht für jede der Formen des Karbonats (Karbonat, Bikarbonat, Kohlendioxyd und kohlenstoffhaltige Säure) Verschiebungen geöffnet wird, bis die Konzentration in der Lösung der Löslichkeit von CO bei dieser Temperatur und Druck gleich ist. In lebenden Systemen beschleunigt ein Enzym, kohlenstoffhaltiger anhydrase, die Zwischenkonvertierung von CO und kohlenstoffhaltiger Säure.

Organische Karbonate

In der organischen Chemie kann sich ein Karbonat auch auf eine funktionelle Gruppe innerhalb eines größeren Moleküls beziehen, das ein Kohlenstoff-Atom enthält, das zu drei Sauerstoff-Atomen gebunden ist, von denen eines verpfändet doppelt ist. Diese Zusammensetzungen sind auch bekannt als organocarbonates oder Karbonat esters, und haben die allgemeine Formel ROCOOR , oder RRCO. Wichtige organocarbonates schließen dimethyl Karbonat, das zyklische Zusammensetzungsäthylen-Karbonat und propylene Karbonat und den toxischen triphosgene ein.

Biologische Bedeutung

Es arbeitet als ein Puffer im Blut wie folgt:

wenn pH zu niedrig ist, ist die Konzentration von Wasserstoffionen zu hoch, so atmet man CO aus. Das wird die Gleichung veranlassen, sich verlassen zu bewegen, im Wesentlichen die Konzentration von H Ionen vermindernd, einen grundlegenderen pH verursachend.

Wenn pH zu hoch ist, ist die Konzentration von Wasserstoffionen im Blut, so die Nieren Bikarbonat von Ex-Kreta (HCO) zu niedrig. Das veranlasst die Gleichung, Recht auszuwechseln, im Wesentlichen die Konzentration von Wasserstoffionen vergrößernd, mehr acidic pH verursachend.

Es gibt 3 wichtige umkehrbare Reaktionen, die das obengenannte PH-Gleichgewicht kontrollieren.

1. HCO (aq) H (aq) + HCO (aq)

2. HCO (aq) CO (aq) + HO (l)

3. CO (aq) CO (g)

Exhaled CO (g) entleert CO (aq), der der Reihe nach HCO das Verursachen der oben erwähnten Verschiebung verbraucht, die in der ersten Reaktion durch den Grundsatz von Le Chatelier verlassen ist. Durch denselben Grundsatz, wenn der pH, die Nieren Bikarbonat von Ex-Kreta (HCO) in den Urin als Harnstoff über den Harnstoff-Zyklus (auch bekannt als den Krebs-Henseleit Ornithine Zyklus) zu hoch ist. Durch das Entfernen des Bikarbonats wird mehr H von kohlenstoffhaltiger Säure (HCO) erzeugt, die aus CO (g) erzeugt durch die Zellatmung kommen.

Karbonat-Salze

• Karbonat-Übersicht:

Anwesenheit außerhalb der Erde

Es wird allgemein gedacht, dass die Anwesenheit von Karbonaten im Felsen starke Beweise für die Anwesenheit flüssigen Wassers ist. Neue Beobachtungen des Planetarischen Nebelflecks NGC 6302 Show-Beweise für Karbonate im Raum, wo wässrige Modifizierung, die dem auf der Erde ähnlich ist, unwahrscheinlich ist. Andere Minerale sind vorgeschlagen worden, der die Beobachtungen passen würde.

Bedeutende Karbonat-Ablagerungen sind auf Mars über die entfernte Abfragung oder in situ Missionen nicht gefunden worden, wenn auch Marsmeteorsteine kleine Beträge enthalten. Grundwasser kann sowohl an Gusev als auch an Meridiani Planum bestanden haben.

Siehe auch

• Oxalat
• Natrium percarbonate
• Peroxocarbonate

Außenverbindungen

• Säure-Gleichgewicht des Karbonats/Bikarbonats/kohlenstoffhaltigen in Wasser: Der pH von Lösungen, Pufferkapazität, Titrieren und Art-Vertrieb gegen den pH hat mit einem freien Spreadsheet gerechnet