И карбонат кальция и то, как взаимодействуют эти химические соединения.

Карбонат кальция

Ca­CO₃ - это очень распространенное в окружающем мире соединение, из него состоят: мел, известняк, мрамор и т.д. Поэтому стоит отметить, что роль этого вещества для человека очень существенна, ведь карбонат кальция широко применяется и в пищевой промышленности, как натуральный белый краситель. Также Ca­CO₃ используют при изготовлении бумаги, пластмассы, в строительстве и во многих других сферах.

Карбонат кальция - это белое вещество (твердые кристаллы) в порошковом или твердом виде. Он способен реагировать с водой, но полностью не растворяется в ней. Поэтому вода становится мутной, и в ней наблюдается белый осадок. Но если реакция с водой будет проходить в присутствии , то мы получим растворимую кислую соль, гидрокарбонат кальция:

Ca­CO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Рассмотрим, как изготавливается карбонат кальция

Большую часть карбоната кальция получают из природных источников. Так, чтобы добыть карбонат кальция для , как правило, используют чистый источник, зачастую мрамор.

Но в лабораторных условиях карбонат кальция можно получить с помощью кальцинации оксида кальция. Кальцинацией называют обобщенное понятие обжига, в результате которого химические вещества приобретают новые свойства. Обжиг проводится при достаточно высокой температуре, не доходя до плавления.

Вода смешивается с полученным оксидом кальция, в результате реакции получается гидроксид. Затем лаборанты получают диоксид углерода, который пропускают через полученный ранее раствор. Образовавшийся осадок и есть карбонат кальция:

CaO + H₂O = Ca(OH)₂;

Ca(OH)₂ + CO₂ = Ca­CO₃ + H₂O

Если нагреть соль угольной кислоты и кальция до высокой температуры (900 - 1000 °С), то в результате химического процесса мы получим диоксид углерода (углекислый газ), а также оксид кальция СаО - негашеную известь, применяющуюся при строительстве:

СаСО₃=СаО+СО₂

Если температура будет еще выше (1500 °С), то продуктами реакции будут карбид кальция и оксид углерода.

Соляная кислота

HCl - это сильная одноосновная кислота, которая получается при растворении хлороводорода в воде. Представляет собой бесцветную жидкость, хотя техническая кислота может иметь желтый оттенок, например, из-за примеси железа. Свойства HCl будут напрямую зависеть от концентрации хлороводорода в растворе.

Соли соляной кислоты называются хлоридами. Это вещество очень едкое, поэтому требует осторожного обращения: даже если маленькая капля попадет на кожу, то сильного химического ожога не избежать. Поэтому при работе с сильными кислотами желательно всегда иметь при себе нейтрализаторы: слабые щелочные растворы, (пищевую соду) и т.д. Стоит помнить, что при открытии емкости с концентрированной кислотой образуются пары HCl, которые пагубно влияют на глаза и дыхательную систему. Поэтому при химических опытах целесообразнее всего будет пользоваться респиратором и защитными очками.

Получение соляной кислоты

Газ хлороводород растворяют в воде. Сам хлороводород получают следующим образом: водород сжигают в хлоре, тем самым получая синтетическую кислоту. Или же соляную кислоту можно получить с помощью побочных газов, которые получаются в ряде химических опытов, например, когда хлорируют углеводороды. Полученная таким способом кислота называется абгазной.

Применяют соляную кислоту в медицине, промышленности, а также для химических реакций.

Бесцветная кислота с резким запахом хлороводорода хорошо реагирует с металлами. Происходит окислительно-восстановительная реакция. Восстановителями в процессе реакции являются атомы металлов, а окислителями - катионы водорода.

В основном химические реакции с металлами сопровождаются выделением водорода. Интенсивность взаимодействия зависит от активности металла, например, щелочной металл литий реагирует бурно, тогда как с алюминием реакция протекает слабо из-за прочной оксидной пленки этого элемента.

Соляная кислота и цинк:

2HCl + Zn = Zn­Cl₂ + H₂

Соляная кислота и железо:

2HCl + Fe = Fe­Cl₂ + H₂

Соляная кислота и магний:

2HCl + Mg = Mg­Cl₂ + H₂

С оксидами металлов кислота образует соль и воду:

CuO + 2HCl = Cu­Cl₂ + H₂O

Реакция соляной кислоты и карбоната кальция

Для проведения эксперимента понадобятся:

пробирка;

химическая пипетка;

твердый карбонат кальция (мрамор);

соляная кислота;

перчатки;

респиратор.

Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно!

Проводите опыт в хорошо проветриваемом помещении, соблюдайте осторожность при работе с соляной кислотой.

Добавьте в сосуд несколько кусочков мрамора и капните из пипетки немного соляной кислоты. В результате пойдет моментальная реакция с образованием пузырьков - выделяется углекислый газ. Это реакция обмена, продуктами которой являются: слабое и неустойчивое соединение, угольная кислота, которая распадается на диоксид углерода и воду. Уравнение реакции растворения карьоната кальция в соляной кислоте:

Ca­CO₃ + 2HCl(разб.) → Ca­Cl₂ + CO₂ + H₂O