chemie uhlíku je rozsáhlé; nicméně, většina z této chemie není relevantní k této kapitole. Další aspekty chemie uhlíku se objeví v kapitole o organické chemii. V této kapitole se zaměříme na uhličitanový iont a příbuzné látky. Kovy skupin 1 a 2, jakož i zinek, kadmium, rtuť a olovo(II) tvoří iontové uhličitany—sloučeniny, které obsahují uhličitanové anionty, {\text{CO}}_{3}^{2-}. Kovy 1. skupiny, hořčík, vápník, stroncium a baryum tvoří také hydrogen uhličitany—látky, které obsahují peroxid vápenatý anion, {\text{HCO}}_{3}^{-}, také známý jako bikarbonátový anion.

s výjimkou uhličitanu hořečnatého je možné připravit uhličitany kovů skupin 1 a 2 reakcí oxidu uhličitého s příslušným oxidem nebo hydroxidem. Příklady těchto reakcí jsou:

{\text{Na}}_{2}\text{O}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)\longrightarrow{\text{Na}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(s\right)
\text{Ca}{\left(\text{OH}\right)}_{2}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)\longrightarrow{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

uhličitany alkalických zemin, kovy ze skupiny 12 a olova(II) nejsou rozpustné. Tyto uhličitany se vysráží po smíchání roztoku rozpustného uhličitanu alkalických kovů s roztokem rozpustných solí těchto kovů. Příklady čistých iontových rovnic pro reakce jsou:

{\text{Ca}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)
{\text{Pb}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{PbCO}}_{3}\left(s\right)

Perly a skořápky většiny měkkýšů jsou uhličitan vápenatý. Cín(II), nebo jeden z trivalentní nebo čtyřmocné ionty jako Al3+ a Sn4+ se chovají odlišně v této reakci jako oxid uhličitý a odpovídající formě oxidu místo vápenatý.

hydrogenuhličitany alkalických kovů, jako jsou NaHCO3 a CsHCO3, se vytvářejí nasycením roztoku hydroxidů oxidem uhličitým. Čisté iontové reakce zahrnuje sodný iont a oxid uhličitý:

{\text{OH}}^{-}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)

je možné izolovat pevných částic odpařením vody z roztoku.

i když jsou nerozpustné v čisté vodě, uhličitany alkalických zemin se rozpustí snadno ve vodě obsahující oxid uhličitý, protože vodík uhličitan soli podobě. Například, jeskyně a závrty v podobě vápence, když CaCO3 se rozpouští ve vodě obsahující rozpuštěný oxid uhličitý.

{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+{\text{CO}}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\longrightarrow{\text{Ca}}^{2+}\left(aq\right)+{\text{2HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)

Hydrogen uhličitany alkalických zemin, kovy zůstávají stabilní pouze v roztoku; odpařením roztoku vzniká uhličitan. Stalaktity a stalagmity, jako jsou uvedeny na Obrázku 1, tvoří v jeskyních, když kapky vody obsahující rozpuštěný vápník vodík uhličitan odpařit nechat zálohu uhličitanu vápenatého.

dva uhličitany používané komerčně v největších množstvích jsou uhličitan sodný a uhličitan vápenatý. Ve Spojených státech se uhličitan sodný extrahuje z minerálu trona, Na3 (CO3) (HCO3) (H2O) 2. Následující rekrystalizací k odstranění hlíny a jiných nečistot, ohřev rekrystalizovaných trona produkuje Na2CO3:

{\text{2Na}}_{3}\left({\text{CO}}_{3}\right)\left({\text{HCO}}_{3}\right){\left({\text{H}}_{2}\text{O}\right)}_{2}\left(s\right)\longrightarrow{\text{3Na}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(s\right)+{\text{5H}}_{2}\text{O}\left(l\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)

Uhličitany jsou středně silnými bázemi. Vodné roztoky jsou zásadité, protože uhličitanový iont přijímá vodíkový iont z vody v této reverzibilní reakci:

{\text{CO}}_{3}{}^{2-}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightleftharpoons{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)+{\text{OH}}^{-}\left(aq\right)

uhličitany reagují s kyselinami za vzniku solí kovu, plynného oxidu uhličitého a vody. Reakce uhličitanu vápenatého, aktivní složka antacidových Tums, s kyselinou chlorovodíkovou (žaludeční kyseliny), jak je znázorněno na Obrázku 2, ilustruje reakce:

{\text{CaCO}}_{3}\left(s\right)+\text{2HCl}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{CaCl}}_{2}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

Další aplikace uhličitanů zahrnují výrobu skla—kde uhličitanové ionty slouží jako zdroj oxidu ionty—a syntézy oxidů.

hydrogenuhličitany jsou amfoterní, protože působí jako slabé kyseliny i slabé báze. Vodík uhličitanové ionty působí jako kyseliny a reagovat s roztoky rozpustné hydroxidy tvoří uhličitan vápenatý a voda:

{\text{KHCO}}_{3}\left(aq\right)+\text{KOH}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{K}}_{2}{\text{CO}}_{3}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

S kyselinami, hydrogen uhličitany tvoří soli, oxidu uhličitého a vody. Jedlá soda (hydrogenuhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan sodný) je hydrogenuhličitan sodný. Prášek do pečiva obsahuje jedlou sodu a pevnou kyselinu, jako je vinan draselný (tatarský krém), KHC4H4O6. Dokud je prášek suchý, nedochází k žádné reakci; bezprostředně po přidání vody kyselina reaguje s ionty hydrogenuhličitanu za vzniku oxidu uhličitého:

{\text{HC}}_{4}{\text{H}}_{4}{\text{O}}_{6}{}^{-}\left(aq\right)+{\text{HCO}}_{3}{}^{-}\left(aq\right)\longrightarrow{\text{C}}_{4}{\text{H}}_{4}{\text{O}}_{6}{}^{2-}\left(aq\right)+{\text{CO}}_{2}\left(g\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)

Těsto oxid uhličitý, což způsobuje, že se rozšíří během pečení, produkují charakteristickou texturu pečené zboží.

Slovníček pojmů

bikarbonátový anion: solí hydrogenuhličitanu iontů, {\text{HCO}}_{3}{}^{-}

uhličitanu: sůl aniontu {\text{CO}}_{3}{}^{2-}; často se tvoří reakcí oxidu uhličitého s bází

peroxid vápenatý: soli kyseliny uhličité, H2CO3 (obsahující anion {\text{HCO}}_{3}{}^{-} ) v němž jeden atom vodíku nahrazen; kyselý uhličitan; také známý jako hydrogenuhličitanu iontů,