При реакции карбоната натрия с водой образуется

Содержание

Карбонат натрия: способы получения и химические свойства
Способ получения
Качественная реакция
Химические свойства
Гидролиз карбоната натрия
Общие сведения о гидролизе карбоната натрия
Гидролиз карбоната натрия
Примеры решения задач
Применение и реакции взаимодействия карбоната натрия
Физические свойства
Реакции взаимодействия карбоната натрия
Применение кальцинированной соды
Производители и стоимость
Карбонат натрия и его гидролиз
Общие характеристики соды
Физические и химические свойства карбоната натрия

Карбонат натрия: способы получения и химические свойства

Карбонат натрия Na₂CO₃ — соль щелочного металла натрия и угольной кислоты. Белое вещество, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.

Относительная молекулярная масса Mr = 105,99; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,539; t_пл = 851º C;

Способ получения

1. Карбонат натрия можно получить путем взаимодействия оксида натрия и углекислого газа:

2. В результате взаимодействия концентрированного раствора гидроксида натрия и углекислого газа образуется карбонат натрия и вода:

3. При взаимодействии гидрокарбоната натрия и концентрированного раствора гидроксида натрия образуется карбонат натрия и вода:

Качественная реакция

Качественная реакция на карбонат натрия — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:

1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:

2. Взаимодействуя с серной кислотой, карбонат натрия образует углекислый газ и воду, а также сульфат натрия:

Химические свойства

1. Карбонат натрия может реагировать с простыми веществами :

1.1. Карбонат натрия при 900–1000º C реагирует с углеродом . При этом образуется натрий и угарный газ:

Na₂CO₃ + 2C(кокс) = Na + 3CO

1.2. С хлором концентрированный и горячий раствор карбоната натрия реагирует с образованием хлорида натрия, хлората натрия и углекислого газа:

2. Карбонат натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Насыщенный карбонат натрия реагирует при 30–40º C с водой и углекислым газом, образуя осадок гидрокарбоната натрия:

2.2. Карбонат натрия может реагировать с насыщенным гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия и карбоната кальция:

2.3. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:

2.4. Карбонат натрия реагирует с разбавленной плавиковой кислотой . Взаимодействие карбоната натрия с плавиковой кислотой приводит к образованию фторида натрия, воды и углекислого газа:

2.5. Концентрированный раствор карбоната натрия взаимодействует с оксидом серы . При этом образуются карбонат натрия и углекислый газ:

Источник

Гидролиз карбоната натрия

Общие сведения о гидролизе карбоната натрия

Формула – Na₂CO₃. Тривиальные названия: кальцинированная или бельевая сода. Представляет собой порошок белого цвета. Молярная масса – 106 г/моль.

Рис. 1. Внешний вид карбоната натрия.

Гидролиз карбоната натрия

Гидролизуется по аниону. Характер среды щелочной. Уравнение гидролиза выглядит следующим образом:

2Na + + CO₃ 2- + H₂O ↔ HCO₃ — + OH — + 2Na + (полное ионное уравнение);

CO₃ 2- + H₂O ↔ HCO₃ — + OH — (сокращенное ионное уравнение);

Теоретически возможна вторая ступень:

NaHCO₃↔ Na + +HCO₃ — (диссоциация соли);

Примеры решения задач

Задание

Установите соответствие между названием соли и реакцией среды её водного раствора.

Ответ

В водном растворе все соли подвергаются гидролизу.

а) нитрат аммония представляет собой соль, образованную сильной кислотой (азотной) и слабым основанием (гидроксидом аммония). Гидролиз протекает по катиону:

Наличие ионов водорода свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора нитрата аммония кислая. Вариант 2.

б) нитрит калия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (азотистой) и сильным основанием (гидроксидом калия). Гидролиз протекает по аниону:

Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора нитрита калия щелочная. Вариант 3.

в) хлорид лития представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлородородной) и сильным основанием (гидроксидом лития), следовательно, она не подвергается гидролизу. Реакция среды водного раствора хлорида лития нейтральная. Вариант 1.

г) сульфит натрия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (сернистой) и сильным основанием (гидроксидом натрия). Гидролиз протекает по аниону:

Наличие гидроксид-ионов свидетельствует о том, что реакция среды водного раствора сульфита натрия щелочная. Вариант 3.

Задание

Установите соответствие между формулой соли и ионным уравнением гидролиза этой соли.

Ионное уравнение гидролиза

Не подвергается гидролизу

S 2- + H₂O ↔ HS — + OH —

Na + + H₂O ↔ NaOH + H +

Al 3+ + H₂O ↔ AlOH 2+ + H +

Cl — + H₂O ↔ HCl + OH —

Ответ

а) хлорид алюминия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлороводородной) и слабым основанием (гидроксидом алюминия). Гидролиз протекает по катиону:

Al 3+ + H₂O ↔ AlOH 2+ + H + .

б) хлорид натрия представляет собой соль, образованную сильной кислотой (хлородородной) и сильным основанием (гидроксидом натрия), следовательно, она не подвергается гидролизу. Вариант 1.

в) сульфид натрия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (сероводородной) и сильным основанием (гидроксидом натрия). Гидролиз протекает по аниону:

S 2- + H₂O ↔ HS — + OH — .

г) сульфид алюминия представляет собой соль, образованную слабой кислотой (сероводородной) и слабым основанием (гидроксидом алюминия). Гидролиз протекает по катиону и аниону:

Источник

Применение и реакции взаимодействия карбоната натрия

Карбонат натрия производиться в виде белого порошкообразного вещества. В простонародье это вещество называют кальцинированной содой, в международном производстве применяют название Sodium carbonate.

Соду использовали еще в древних временах, первыми ее нашли египтяне. Они использовали ее для мытья посуды и для производства стекольных изделий. Зачастую ее находили в соляных пластах, которые находились под землей. Ее месторождением также считают содовые озера. Она находится в составе некоторых минералов и водорослей. Соду можно найти в нахколитах, термонатритах и натронах.

Формула карбоната натрия Na2CO3. Также это вещество можно назвать натриевой солью угольной кислоты. Свое наименование сода получила из-за того, что в процессе ее производства гидрокарбонат натрия подвергают высокому нагреву. Современные производители изготавливают это вещество разнообразными способами. Самыми популярными считаются метод Сольве и химическая переработка минералов.

Физические свойства

Молярная масса карбоната натрия 105,9 г/моль. Данное вещество обладает небольшой плотностью – 2,54 г/см³. Кальцинированная сода быстро растворяется в водной среде, начинает кипеть при температуре 1 600°C. Этот материал имеет высокую гигроскопичность, он легко впитывает в себя запахи и влагу. Если карбонат натрия Na2CO3 хранить в открытом виде, то он начинает слеживаться.

Реакции взаимодействия карбоната натрия

Это вещество способно реагировать с большим количеством химических соединений.

• Гидрокарбонат аммония и хлорид натрия в своей реакции образуют осадок в виде пищевой соды.

NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4C

• Карбонат натрия в реакции с соляной кислотой

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Раствор карбоната натрия и соляной кислоты в результате взаимодействия образовывают пищевую соль, воду и углекислый газ, который испаряется в воздух.

• Чтобы получить кальцинированную соду, соединяют гидроксид натрия с углекислым газом. В результате этой реакции, образуется кальцинированная сода и вода.

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

• Реакция взаимодействия уксусной кислоты и карбоната натрия

2СН3СООН + Na2CO3 = H2O + CO2 + 2CH3COONa

• Для получения карбоната кальция, необходимо произвести реакцию, в которой будут участвовать карбонат натрия и хлорид кальция.

• Кальцинированная сода может вступать в реакцию с серной кислотой.

Na2CO3+H2SO4=NA2SO4 + H2O +CO2

• Обменная реакция сульфида натрия и карбоната кальция.

Na2S + СаСО3 → Na2CO3 + CaS

• Карбонат натрия быстро взаимодействует с водой. Водный раствор карбоната натрия разлагается следующим образом:

• Взаимодействие карбоната натрия с нитратом кальция

Na2CO3 + Ca(NO3)2 → 2NaNO3 + CaCO3↓

Представленные уравнения реакций карбоната натрия показывают, что это вещество можно получить разными способами. Оно способно качественно взаимодействовать с кислотами и водой.

Применение кальцинированной соды

Сфера применения этого вещества достаточно широкая. Раствор карбоната натрия используют в пищевой промышленности. Пищевая сода добавляется в составы многих продуктов питания для урегулирования кислотности, повышения воздушности теста, для эмульгирования.

Технический карбонат натрия находит свое применение в сфере стекольного производства. Также это вещество вводиться в состав бумаги, мыла, различных чистящих и моющих средств. В тяжелой промышленности его используют в процессе изготовления чугунных изделий.

Большой спрос на этот материал замечен в:

• в процессе производства цветных металлов,
• нефтеперерабатывающей промышленности,
• текстильном производстве.

В химической сфере с помощью реакций с карбонатом натрия получают другие натриевые соли.

За счет кальцинированной соды проходит очистка водных труб, а также понижается жесткость воды.

В результате переработки угольной кислоты с солями калия и натрия получают карбонат калия-натрия. Этот материал не имеет характерного цвета, он быстро растворяется в водной среде. Его используют в процессе производства цемента. Он способствует быстрому затвердеванию.

Техническая сода имеет разное предназначение, ее выпускают двух марок:

Водный карбонат натрия марки Б используют для приготовления различных моющих средств. Его также применяют для очищения нефтяных продуктов. В химической промышленности он помогает получать натриевые, фосфорные и хромовые соли.

Обе марки карбоната натрия входят в составы разного стекла. Их добавляют в составы:

• стекол для оптических приборов,
• стеклоблоков,
• керамической плитки,
• медицинского стекла,
• пеноблоков.

Марка А применяется в процессе изготовления электровакуумного стекла. Для этой цели карбонат натрия должен иметь высший сорт.

Производители и стоимость

Соединенные Штаты Америки, Канада, Мексика и ЮАР считаются мировыми лидерами по производству этого материала. На их территории сосредоточены большие природные залежи. В Российской Федерации содовые озера находятся на территории Забайкалья и Сибири.

Основными промышленными компаниями, которые изготавливают карбонат натрия в России, считаются:

• ООО Югреактив,
• ООО ТранзитХим,
• ООО АнгараРеактив,
• группа компаний ХИМПЭК,
• ООО НефтеГазХимКомплект.

Средняя цена карбоната натрия составляет 20-25 рублей за 1 кг. Фасуют кальцинированную соду в полиэтиленовые мешки и картонные упаковки.

Источник

Карбонат натрия и его гидролиз

Характеристики вещества и уравнение реакции его гидролиза

Карбонат натрия (Na₂CO₃) — это всем известная кальцинированная сода. Название «сода» произошло от растения Salsola Soda, из золы которого ее добывали. Кальцинированной соду назвали, так как для получения вещества приходилось кальцинировать кристаллогидрат (нагревать до высокой температуры).

Общие характеристики соды

По своей природе сода — это соль угольной кислоты. При гидролизе соединения, образованного слабой кислотой и сильной щелочью, будет щелочная реакция среды.

Внешне сода — это мелкодисперсный порошок белого цвета с высокой растворимостью в воде и очень слабой — в органических растворителях (например, в спирте).

Физические и химические свойства карбоната натрия

Карбонат натрия в безводном состоянии — это бесцветный кристаллический порошок. Если опустить карбонат натрия в сильную кислоту, получившаяся в ходе реакции угольная кислота будет крайне нестойкой и распадется на воду и газообразный оксид четырехвалентного углерода. Второй продукт реакции — натриевая соль соответствующей кислоты (например, при бросании кристаллов карбоната натрия в серную кислоту образуются углекислый газ, вода и сульфат натрия).

Здесь вы узнаете о свойствах натрия и его соединений

В воде карбонат натрия будет гидролизоваться, из-за чего нейтральная среда станет щелочной.

Уравнение гидролиза (в ионной форме):

CO₃²⁻ + H₂O ↔ HCO₃⁻ + OH− гидролиз карбоната натрия Na₂CO₃

Уравнение гидролиза карбоната натрия в две ступени:

Na₂CO₃ + HOH ↔ NaOH + NaHCO₃

2Na⁺ + CO₃²⁻ + HOH ↔ Na⁺ + OH⁻ + Na⁺ + HCO₃⁻

CO₃²⁻ + HOH ↔ OH⁻ + HCO₃⁻

Na⁺HCO₃⁻ + HOH ↔ NaOH + H₂CO₃

Na⁺ + HCO₃⁻ + HOH ↔ Na⁺ + OH⁻ + H₂CO₃

Сокращается натрий и остается:

HCO₃⁻ + HOH ↔ OH⁻ + H₂CO₃, в свою очередь H₂CO₃ разлагается на СО₂ и Н₂О

Степень гидролиза зависит от природы соли, ее концентрации и температуры. Согласно закону действующих масс, степень гидролиза возрастает с разбавлением раствора. Если кислота и основание, образующие соль — слабые электролиты, которые при этом малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием летучих продуктов, то гидролиз соли часто протекает необратимо, то есть сопровождается полным разложением соли.

Источник