Carbonsyre, som er en vandig opløsning af kuldioxid, kan interagere med basiske og amfotere oxider, ammoniak og alkalier. Som et resultat af reaktionen opnås mellemstore s alte - carbonater, og forudsat at der tages kulsyre i overskud - bicarbonater. I artiklen vil vi stifte bekendtskab med de fysiske og kemiske egenskaber af magnesiumbicarbonat, samt med egenskaberne ved dets fordeling i naturen.
Kvalitativ reaktion for bikarbonation
Både mellemstore s alte og sure, kulsyre interagerer med syrer. Som et resultat af reaktionen frigives kuldioxid. Dets tilstedeværelse kan detekteres ved at lede den opsamlede gas gennem en opløsning af kalkvand. Turbiditet observeres på grund af udfældningen af et uopløseligt bundfald af calciumcarbonat. Reaktionen illustrerer, hvordan magnesiumbicarbonat, der indeholder ionen HCO3-, reagerer.
Interaktion med s alte og alkalier
Hvordan opstår udvekslingsreaktioner mellem opløsninger af to s alte dannet af syrer af forskellig styrke, for eksempel mellem bariumchlorid og et surt magnesiums alt? Det går med dannelsen af et uopløseligt s alt - bariumcarbonat. Sådanne processer kaldes ionbytterreaktioner. De ender altid med dannelsen af et bundfald, en gas eller et let dissocierende produkt, vand. Reaktionen af en alkali af natriumhydroxid og magnesiumhydrogencarbonat fører til dannelsen af et medium s alt af magnesiumcarbonat og vand. Et træk ved den termiske nedbrydning af ammoniumkarbonater er, at der ud over udseendet af sure s alte frigives gasformig ammoniak. S alte af carbonatsyre kan, når de opvarmes kraftigt, interagere med amfotere oxider, såsom zink eller aluminiumoxid. Reaktionen fortsætter med dannelsen af s alte - magnesiumaluminater eller zinkater. Oxider dannet af ikke-metalliske grundstoffer er også i stand til at reagere med magnesiumbicarbonat. Nyt s alt, kuldioxid og vand findes i reaktionsprodukterne.
Mineraler udbredt i jordskorpen - kalksten, kridt, marmor, interagerer med kuldioxid opløst i vand i lang tid. Som et resultat dannes sure s alte - magnesium- og calciumbicarbonater. Når miljøforholdene ændres, for eksempel når temperaturen stiger, opstår der omvendte reaktioner. Mellemstore s alte, der krystalliserer fra vand med en høj koncentration af bikarbonater, danner ofte istapper fra karbonater - drypsten, såvel som vækster i form af tårne - stalagmitter i kalkstenshuler.
Vandhårdhed
Vand interagerer med s alte indeholdt i jorden, såsom magnesiumbicarbonat, hvis formel er Mg(HCO3)2. Hun opløser dem, og hun bliver stiv. Jo flere urenheder, jo værre bliver produkterne kogt i sådant vand, deres smag og næringsværdi forringes kraftigt. Sådant vand er ikke egnet til at vaske hår og vaske tøj. Hårdt vand er især farligt til brug i dampinstallationer, da calcium- og magnesiumhydrogencarbonater, der er opløst i det, udfældes under kogningen. Det danner et kedelstenslag, der ikke leder varme godt. Dette er fyldt med negative konsekvenser som for stort brændstofforbrug samt overophedning af kedler, hvilket fører til slid og ulykker.
Magnesium- og calciumhårdhed
Hvis calciumioner er til stede i en vandig opløsning sammen med HCO-anioner3-, forårsager de calciumhårdhed, hvis magnesiumkationer - magnesium. Deres koncentration i vand kaldes total hårdhed. Ved langvarig kogning bliver bikarbonater til dårligt opløselige karbonater, som udfældes som bundfald. Samtidig reduceres vandets samlede hårdhed med en indikator for karbonat eller midlertidig hårdhed. Calciumkationer danner carbonater - mellemstore s alte, og magnesiumioner er en del af magnesiumhydroxid eller basisk s alt - magnesiumcarbonathydroxid. Især høj stivhed er iboende i vandet i havene og oceanerne. For eksempel i Sortehavet er magnesiumhårdheden 53,5 mg-ækvivalenter / l, og i Stillehavethav – 108 mg-ækvivalenter/l. Sammen med kalksten findes magnesit ofte i jordskorpen - et mineral, der indeholder carbonat og bicarbonat af natrium og magnesium.
Vandblødgøringsmetoder
Før brug af vand, hvis samlede hårdhed overstiger 7 mg-eq/l, skal det frigøres for overskydende s alte - blødgøres. For eksempel kan der tilsættes calciumhydroxid, læsket kalk. Hvis der samtidig tilsættes sodavand, så kan du slippe af med konstant (ikke-karbonat) hårdhed. Der bruges også mere bekvemme metoder, som ikke kræver opvarmning og kontakt med et aggressivt stof - alkali Ca(OH)2. Disse omfatter brugen af kationbyttere.
Kationbytterens funktionsprincip
Aluminosilikater og syntetiske ionbytterharpikser er kationbyttere. De indeholder mobile natriumioner. Passerer vand gennem filtre med et lag, hvorpå bæreren er placeret - en kationbytter, vil natriumpartikler omdannes til calcium- og magnesiumkationer. Sidstnævnte er bundet af kationbytterens anioner og holdes fast i den. Hvis der er en koncentration af Ca2+ og Mg2+ ioner i vand, så vil det være svært. For at genoprette aktiviteten af ionbytteren anbringes stofferne i en opløsning af natriumchlorid, og den omvendte reaktion sker - natriumioner erstatter magnesium- og calciumkationer adsorberet på kationbytteren. Renoveret ionbytter klar til hårdtvandsblødgøringsproces igen.
Elektrolytisk dissociation
Det meste af mellem- og syres alte ii vandige opløsninger sp altes det i ioner, idet det er en leder af den anden slags. Det vil sige, at stoffet gennemgår elektrolytisk dissociation, og dets opløsning er i stand til at lede en elektrisk strøm. Dissociationen af magnesiumbicarbonat fører til tilstedeværelsen af magnesiumkationer og negativt ladede komplekse ioner af kulsyreresten i opløsningen. Deres rettede bevægelse til modsat ladede elektroder forårsager udseendet af en elektrisk strøm.
Hydrolyse
Udvekslingsreaktionerne mellem s alte og vand, der fører til fremkomsten af en svag elektrolyt, er hydrolyse. Det er af stor betydning ikke kun i uorganisk natur, men er også grundlaget for metabolismen af proteiner, kulhydrater og fedtstoffer i levende organismer. Bicarbonat af kalium, magnesium, natrium og andre aktive metaller, dannet af en svag kulsyre og en stærk base, hydrolyseres fuldstændigt i en vandig opløsning. Når farveløst phenolphtalein tilsættes til det, bliver indikatoren rød. Dette indikerer miljøets alkaliske natur på grund af akkumulering af overskydende koncentration af hydroxidioner.
Lilla lakmus i en vandig opløsning af et surt s alt af kulsyre bliver blå. Et overskud af hydroxylpartikler i denne opløsning kan også påvises ved hjælp af en anden indikator - methylorange, som skifter farve til gul.
Cyklusen af s alte af kulsyre i naturen
Bicarbonaters evne til at opløses i vand ligger til grund for deres konstante bevægelse i den livløse og levende natur. Grundvand, mættet med kuldioxid, siver gennem jordlagene indsammensat af magnesit og kalksten. Vand med bikarbonat og magnesium kommer ind i jordopløsningen og føres derefter ud i floder og have. Derfra kommer sure s alte ind i dyrs organismer og går til konstruktionen af deres ydre (skaller, kitin) eller indre skelet. I nogle tilfælde, under påvirkning af den høje temperatur i gejser eller s altkilder, nedbrydes hydrocarbonater, frigiver kuldioxid og bliver til mineralaflejringer: kridt, kalksten, marmor.
I artiklen undersøgte vi egenskaberne ved magnesiumbicarbonats fysiske og kemiske egenskaber og fandt ud af, hvordan det dannes i naturen.
