A química do carbono é ampla; no entanto, mais essa química não é relevante para este capítulo. Os outros aspectos da química do carbono aparecerão no capítulo que abrange a química orgânica. Neste capítulo, vamos nos concentrar no íon carbonatado e substâncias relacionadas. Os metais dos grupos 1 e 2, bem como o zinco, o cádmio, o mercúrio e o chumbo(II), formam carbonatos iónicos—compostos que contêm os aniões carbonatados,}}_{3}^{2-}. Os metais do grupo 1, magnésio, cálcio, estrôncio e bário também formam carbonatos de hidrogénio-compostos que contêm o anião bicarbonato de hidrogénio,}}_{3}^{-}, também conhecido como anião bicarbonato.com excepção do carbonato de magnésio, é possível preparar carbonatos dos metais dos grupos 1 e 2 pela reacção do dióxido de carbono com o respectivo óxido ou hidróxido. Exemplos de tais reações incluem:

{\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)

Os carbonatos dos alcalino-terrosos do grupo 12 e chumbo(II) não são solúveis. Estes carbonatos precipitam-se na mistura de uma solução de carbonato alcalino metálico solúvel com uma solução de sais solúveis destes metais. Exemplos de líquido iônico equações para as reações são:

{\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)

Pérolas e conchas da maioria dos moluscos são o carbonato de cálcio. O estanho (II) ou um dos iões trivalentes ou tetravalentes como o Al3+ ou o Sn4+ comportam-se diferentemente nesta reação como dióxido de carbono e a forma correspondente de óxido em vez do carbonato.hidrogenocarbonatos alcalinos metálicos tais como NaHCO3 e CsHCO3 formam-se saturando uma solução dos hidróxidos com dióxido de carbono. O líquido iônico reação envolve hidróxido de iões e de dióxido de carbono:

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

não é possível isolar os sólidos pela evaporação da água a partir de uma solução.embora sejam insolúveis em água pura, os carbonatos alcalinos da terra dissolvem-se facilmente em água que contém dióxido de carbono porque se formam sais de hidrogenocarbonato. Por exemplo, cavernas e dolinas formulário de calcário quando CaCO3 dissolve-se em água contendo dissolução de dióxido de carbono:

{\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)

de Hidrogênio carbonatos dos alcalino-terrosos manter-se estável apenas em solução; a evaporação da solução produz o carbonato. Estalactites e estalagmites, como os mostrados na Figura 1, formam-se em cavernas quando gotas de água contendo hidrogenocarbonato de cálcio dissolvido evaporam para deixar um depósito de carbonato de cálcio.

Figura 1. a) as estalactites e B) as estalagmites são formações rupestres de carbonato de cálcio. (crédito a: alteração do trabalho por Arvind Govindaraj; crédito B: Alteração do trabalho pelo Serviço Nacional de Parques.)

os dois carbonatos utilizados comercialmente nas maiores quantidades são carbonato de sódio e carbonato de cálcio. Nos Estados Unidos, o carbonato de sódio é extraído do mineral trona, Na3(CO3)(HCO3)(H2O)2. Após recristalização para remover argila e outras impurezas, o aquecimento da trona recristalizada produz 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)

Carbonatos são moderadamente bases fortes. Soluções aquosas são básicas porque o íon carbonatado aceita íon hidrogênio da água nesta reação reversível:

{\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)

Figura 2. A reacção de carbonato de cálcio com ácido clorídrico é demonstrada. (crédito: Mark Ott)

carbonatos reagem com ácidos para formar sais do metal, dióxido de carbono gasoso e água. A reação do carbonato de cálcio, o ingrediente ativo do antiácido Tums, com ácido clorídrico (ácido do estômago), como mostrado na Figura 2, ilustra a reação:

{\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)

Outras aplicações de carbonatos incluem a fabricação de vidro—de onde iões carbonato servir como fonte de óxido de íons—e síntese de óxidos.os carbonatos de hidrogênio são anfotéricos porque atuam como ácidos fracos e bases fracas. Carbonato de hidrogénio de íons agem como ácidos e reagir com soluções de hidróxidos solúveis para formar um carbonato e água:

{\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)

Com ácidos, hidrogênio carbonatos forma de um sal, o dióxido de carbono e água. Bicarbonato de sódio (bicarbonato de sódio ou bicarbonato de sódio) é um bicarbonato de sódio. O fermento em pó contém bicarbonato de sódio e um ácido sólido como o tartarato de hidrogénio de potássio (creme de tártaro), KHC4H4O6. Enquanto o pó estiver seco, nenhuma reação ocorre; imediatamente após a adição de água, o ácido reage com os íons hidrogenocarbonato para formar dióxido de carbono.:

{\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)

a Massa irá interceptar o dióxido de carbono, fazendo com que ele se expanda durante o cozimento, produzindo a característica de textura de produtos de panificação.o método habitual para a preparação dos carbonatos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos é a reacção de um óxido ou hidróxido com dióxido de carbono. Outros carbonatos formam-se por precipitação. Carbonatos de Metal ou carbonatos de hidrogênio, tais como calcário (CaCO3), antiácidos (CaCO3) e bicarbonato de sódio (NaHCO3) são exemplos comuns. Os carbonatos e os carbonatos de hidrogênio decompõem-se na presença de ácidos e a maioria decompõe-se no aquecimento.

Glossário

ânion bicarbonato de: sal de carbonato de hidrogénio de íons de lítio, {\text{HCO}}_{3}{}^{-}

carbonato de: sal do ânion {\text{CO}}_{3}{}^{2-}; muitas vezes, formada pela reação do dióxido de carbono com bases

carbonato de hidrogénio: sal de ácido carbônico, H2CO3 (contendo o anião {\text{HCO}}_{3}{}^{-} ) no qual um átomo de hidrogênio foi substituído; um carbonato ácido; também conhecido como bicarbonato de iões