Carbonate und Hydrogencarbonate
Der Aufbau von Carbonaten:
Die Bindungsart besteht aus überwiegender Ionenbeziehung. Die Ionen sind positive Kationen und negative Anionen. Die Anordnung erfolgt im regelmäßigen Ionengitter.
Der Aufbau von Hydrogencarbonaten:
Wie bei den Carbonaten liegt bei den Hydrogencarbonaten eine überwiegende Ionenbeziehung vor. Dadurch bestehen Hydrogencarbonate aus positiven Kationen und negativen Anionen. Die Teilchen sind in einem regelmäßigen Ionengitter angeordnet.
Die Eigenschaften von Carbonaten:
Der Aggregatzustand von Carbonaten ist fest, weil die starke Ionenanziehungzu einem regelmäßigen Ionengitter führt. Carbonat ist ein weißer Stoff und geruchlos. Im unverdünnten Zustand sind Carbonate nicht leitfähig. Aber im unverdünnten Zustand sind sie leitfähig, weil frei bewegliche Außenelektronen vorhanden sind. Carbonate sind gut im Wasser löslich. Ausnahme ist dafür das Calciumcarbonat.
Reaktionen von Carbonaten:
Calciumcarbonat+Wasser+Kohlenstoffdioxid --> Calciumhydrogencarbonat
CaCO3 + H2O + CO2 --) Ca(HCO3)2
Magnesiumcarbonat --> Magnesiumion + Carbonation MgCO3 --> Mg + CO3
Calciumcarbonat --> Calciumoxid + Kohlenstoffdioxid
CaCO3 --> CaO + CO2
Der Carbonatnachweis
Nachweismittel
Salzsäure, Bariumhydroxidlösung
Geräte
Reagenzglas mit Ansatzrohr, Reagenzglas Gasableitungsrohr Pipette im Stopfen
Durchführung
Eine Spatelspitze Eierschale füllt man in ein Reagenzglas mit Ansatzrohr. Außerdem fügt man in das Reagenzglas Bariumhydroxidlösung (2ml)hinzu. Ein Gasableitungsrohr sollte möglichst tief in der Bariumhydroxidlösung drin sein. Verdünnte Salzsäure (2 ml) wird in das Reagenzglas der Eierschale hinzugetan.
Beobachtung
Die Eierschale löst sich auf und Schaum entsteht.
| Vorher | Nachher | |
| Eierschale: | fest, grau | Eierschale wurde zersetzt |
| Salzsäure: | flüssig, durchsichtig | |
| Bariumhydroxidlösung: | flüssig, farblos | weißer Niederschlag gebildet |
Auswertung
Weil sich ein weißer Niederschlag in der Bariumhydroxidlösung gebildet hat, ist bewiesen dass sich Carbonate in der Eierschale befinden.
Carbonat + Salzsäure --) Kohlenstoffdioxid + Wasser Ca + HCL --) CO2 + H2O
Bariumhydroxidlösung + Kohlenstoffdioxid --) Bariumcarbonat + Wasser Ba + 2 OH + CO2 --) BaCO3 + H2O
Der weiße Niederschlag ist Bariumcarbonat.
Eigenschaften von Hydrogencarbonaten
Der Aggregatzustand ist wie bei Carbonaten fest, weil eine Ionenanziehung vorliegt und dadurch ein regelmäßiges Ionengitter. Auch die Farbe von Hydrogencarbonaten ist wie bei Carbonaten weiß. Hydrogencarbonate sind geruchlose Stoffe. Im unverdünnten Zustand sind sie nicht Leitfähig, aber im verdünnten sind sie Leitfähig, weil freibewegliche Außenelektronen vorhanden sind. Hydrogencarbonate sind gut im Wasser löslich.
Zersetzung: Bei einer Temperatur von über 50°C liegt wird Wasser und Kohlenstoffdioxid abgespalten.
Reaktionen von Hydrogencarbonaten
Calciumhydrogencarbonat --) Calciumoxid + Wasser + Kohlenstoffdioxid
Ca(HCO3)2 --) CaO + H2O + 2CO2
Natriumhydrogencarbonat+Calcium --) Calciumcarbonat+Natriumcarbonat+Wasserstoff
2NaHCO3 + Ca --) CaCO3 + NaCO3 + H2
Magnesiumhydrogencarbonat --) Magnesiumcarbonat+Hydroniumion+Calciumcarbonation
Mg(HCO3)2 --) MgCO3 + 2H3O + CO3
Vorkommen und Verwendung von Calciumcarbonat
Calciumcarbonat kommt in Kalkstein, in Zement, in Beton vor und wird zum Bau von Gebäuden verwendet. Außerdem ist Kalkstein im Düngermittel zu finden. In Marmor (dichter reiner Kalkstein) ist Calciumcarbonat enthalten und wird zum verkleiden von Garnituren verwendet. Kreide ( früher Tafelkreide) besteht auch aus Calciumcarbonat.
Vorkommen und Verwendung von Natriumhydrogencarbonat
Natriumhydrogencarbonat kommt als Mineral (Nahcolith) in den USA vor. Es ist bestandteil unserer Lebensmitteltechnik (Back- und Brausepulver). In der Medizin wird es gegen Sodbrennen verwendet. Natriumhydrogencarbonat ist Bestandteil von Feuerlöschpulver.
Herstellung von Calciumcarbonat
1. Herstellung: Calciumoxid + Kohlensäure --) Calciumcarbonat + Wasser
CaO + H2CO3 --) CaCO3 + H2O
2. Herstellung: Calcium + Kohlensäure --) Calciumcarbonat + Wasserstoff
Ca + H2Co3 --) CaCO3 + H2
Herstellung von Natriumhydrogencarbonat
Bedingung: unter Kühlung
Natriumcarbonat + Kohlenstoffdioxid + Wasser --) Natriumhydrogencarbonat Na2CO3 + CO2 + H2O --) NaHCO3