A szervetlen savak nagyon fontosak a vegyiparban. Hiszen ezek számos szintézis alapanyagai, folyamatokat katalizálnak, vízeltávolító szerként működnek a kiszáradás során stb.
Azonban még értékesebbek a sóik – a hidrogénnel fém helyettesítésének termékei molekuláik összetételében. A szénsav ebből a szempontból különleges. Végül is önmagában gyakorlatilag nem létezik, a levegőben azonnal szén-dioxiddá és vízzé bomlik. De a szénsav sókat képez, amelyeket az ember ősidők óta ismert. Nagyon népszerűek a termelés és a tevékenység számos területén. Figyelembe vesszük őket.
Szénsav sói: osztályozás
Mindenekelőtt azonnal le kell szögezni, hogy a kérdéses anyagokat másként is lehet nevezni. Történt ugyanis, hogy minden név gyökeret vert, és mind a mai napig használatos, mind történelmileg megalapozott, mind triviális, mind pedig a racionális nevezéktanra vonatkozó adatok. Tehát a szénsav sóit így hívják:
- karbonátok;
- bikarbonátok;
- szén-dioxid;
- bikarbonát;
- szénhidrogének.
Szóv altermészetesen mindegyiknek megvan a saját közös neve, ami egyéni.
A fenti elnevezések azonnal tükrözik a vizsgált vegyületek osztályozását. Mivel a sav kétbázisú, kétféle sót is képez:
- közepes;
- savanyú.
A hidro- vagy bi- előtag hozzáadódik az utóbbi nevéhez. Az alkáli- vagy alkáliföldfém-sók szinte minden sója olyan fontos vegyület, amelyre az embereknek szükségük van gazdasági tevékenységeik során.
Felfedezés és használat története
Ősidők óta ismerik az emberek a szénsav sóit. Valójában még az ókori Egyiptomban is gipszet, alabástrom, mészkő és márvány felhasználásával építették.
Idősebb Plinius írásaiban megemlítik a mészkő elégetésével történő mész előállításának technológiai folyamatát. A világ híres csodáját - a piramisokat - gipszből és abból nyert anyagokból állították fel. A hamuzsírt a növények hamvaiból nyerték, ruhák mosására, majd szappankészítésre használták.
Azaz az emberek szinte mindig tudták, hogyan kell használni a természet adta termékeket. Az azonban, hogy ezek szénsavsók, milyen szerkezetűek, hogyan állíthatók elő mesterségesen, és milyen egyéb jellemzőik, jóval később, már a 17-18. században vált ismertté.
Ma már sok alkáli- és alkáliföldfém-karbonátot is széles körben használnak, ezek egy része elfogadjafontos része a talajvíz keringési folyamatainak.
Betétek a természetben
Százalékban kifejezve a szóban forgó ásványok a földkéreg teljes tömegének körülbelül 5%-át teszik ki. Főleg kívül keletkeznek, sziklákat képezve. Ezenkívül sok só képződik hidrotermikus folyamatok során.
A mikroorganizmusok, puhatestűek és más állatok és növények biokémiai úton járulnak hozzá a karbonátok képződéséhez. A szénsav sói gyakran megtalálhatók az ércekben, amelyek társult vegyületeket képeznek.
E vegyületek leghíresebb ásványai és kőzetei:
- kalcit;
- dolomit;
- kréta;
- márvány;
- mészkő;
- gipsz;
- magnezit;
- siderite;
- malachit.
Beszerzési és alkalmazási módok
A szénsav sóit karbonátoknak nevezzük (ha közepes változatokról beszélünk). Ez azt jelenti, hogy szükségszerűen tartalmaznak egy karbonátiont, amelynek képlete CO32-. A teljes nézet teljessége érdekében a sóból csak a fémkation és a vegyület mennyiségi összetételét tükröző indexek hiányoznak. Ezt használják a laboratóriumi módszerek ezen anyagok kinyerésére.
Végül is, a természetes forrásokból történő kinyerés mellett a szénsók csere, kombináció és helyettesítés reakcióival is előállíthatók. Az ilyen módszereknek azonban nincs gyakorlati jelentősége, mivel a termék hozama túl kicsi és energiaigényes.
Hol használják a szénsav sóit, milyen területeken? Mertmindegyik egyedi, de általában több fő iparág azonosítható.
- Építőipar.
- Vegyipar.
- Üveggyártás.
- Szappanfőzés.
- Papírszintézis.
- Élelmiszeripar.
- Mosó- és tisztítószerek gyártása.
- A kalcium-karbonátok fémionok forrása az élőlények testében.
Vegyünk konkrétan néhány példát a karbonátokra, összetételükre és jelentőségükre.
Kalcium-karbonát
Mint fentebb említettük, ez az anyag a Ca2+ kalciumionok forrása az emberi szervezetben. És ez nagyon fontos. Hiszen részt vesznek a vérpufferrendszer állandóságának fenntartásában, részei a csontoknak, körmöknek, hajnak, erősítik a fogzománcot.
A kalcium hiányával különféle betegségek alakulnak ki, köztük olyan veszélyesek is, mint a szívelégtelenség, a csontritkulás, a szemlencse kóros elváltozásai és mások.
Ezenkívül a kalcium-karbonátot az építőiparban is használják. Végül is a fajtái:
- kréta;
- márvány;
- mészkő.
Ennek a sónak a lerakódásai elég gazdagok ahhoz, hogy az ember ne szenvedjen hiányt benne. Gyakran tisztított formában, tabletták formájában értékesítik, mint az alábbi képen. Igaz, ahhoz, hogy a kalcium megfelelően felszívódjon, a D-vitamin jelenléte szükséges.
Nátrium-karbonát
Szénsóa savak – karbonátok – az emberi háztartásokban is fontosak. Tehát a nátrium-karbonátot vagy nátrium-karbonátot az egyszerű emberekben szódának nevezik. Ez azonban nem olyan anyag, amely fontos szerepet játszik a különféle ételek elkészítésében. Nem, ezt a sót háztartási célokra használják termékek háztartási felületeinek tisztítására: fürdőkádak, mosogatók, edények és mások. Ismertebb nevén szóda vagy mosodai szóda, üveggyártásban, szappankészítésben is használják.
Ennek a vegyületnek a képlete: Na2CO310H2O. Ez egy átlagos vizes só, amely a kristályos hidrátokhoz kapcsolódik. A természetben ásványok formájában és kőzetek összetételében fordul elő. Példák:
- trón;
- nakholit;
- termonatrit.
Gyakran izolálják a hínártól, a hamujuktól. Ezt a módszert használták az ókorban a szappangyártáshoz vagy egyszerűen a ruhák mosásához szükséges alapanyagok beszerzésére. A sót tartalmazó leggazdagabb növény a szódabikarbóna. Hamuja a legelfogadhatóbb a nátrium-karbonát előállításához.
Hamuzsír
A szénsav sójának képlete, amelynek ez a neve: K2CO3. Ez egy fehér kristályos, higroszkópos por. Közepes vízmentes só, nagyon jól oldódik. Ezt a vegyületet is régóta ismerik az emberek, ma is széles körben használják. Név szinonimái:
- kálium-karbonát;
- káli;
- kálium-karbonát.
A fő felhasználási területek a következők.
- Asreagens a folyékony szappangyártási folyamatokban.
- Kristály és optikai üveg, tűzálló üveg szintéziséhez.
- Szövetek festésére.
- Trágyaként a növények számára.
- Az építőiparban - az építőipari keverékek fagyáspontjának csökkentése érdekében.
- A fényképes tokban.
A só előállításának fő ipari módszere a kalcium-klorid elektrolízise. Ez hidroxidot képez, amely reakcióba lép a szén-dioxiddal és hamuzsírt képez. A természetes alapanyagok a gabonafélék és az algák hamvai, amelyek sokat tartalmaznak belőle.
Szódás
A szénsav savas sói nem kevésbé fontosak, mint az átlag. Tehát például nátrium-hidrogén-karbonát, amelynek képlete NaHCO3. Másik, mindenki által ismertebb neve az ivóvíz. Külsőleg fehér finom por, amely vízben nagyon jól oldódik. A vegyület hevítésre instabil, azonnal lebomlik szén-dioxidra, vízre és egy átlagos sóra. Ez lehetővé teszi a szódabikarbóna pufferként való használatát az élő szervezetek belső környezetében.
Sok más alkalmazás is létezik ennek a vegyületnek:
- élelmiszeripar (különösen édességipar);
- gyógyszer (savas égési sérülések kezelésére);
- kémiai szintézisekben a műanyagok, színezékek, habműanyagok, háztartási vegyszerek gyártásában;
- a könnyű- és textiliparban (bőrcserzés, selyemszövetek kikészítése stb.);
- amikor használtszénsavas italok és különféle kulináris ételek gyártása;
- A tűzoltó készülékek nátrium-hidrogén-karbonáttal vannak feltöltve.
Kalcium-hidrogén-karbonát
Ez a savas szénsav fontos része a talajvíz keringésének. Ez a vegyület biztosítja a víz átmeneti keménységének kialakulását, amelyet forralással küszöbölnek ki. Ugyanakkor a kalcium-hidrogén-karbonát az, amely hozzájárul a karbonátok tömeges mozgásához a természetben, azaz végzi a keringésüket. Ennek a vegyületnek a képlete: Ca(HCO3)2.
