Ածխաթթու

Աշխաթթուն ազատ վիճակում գոյություն չունի, այն գտնվում է ջրային լուծույթների մեջ՝ ածխածնի երկօքսիդի հետ հավասարակշռված։ Ածխաթթվի մոլեկուլն ունի հարթ կառուցվածք։ Ածխածնի կենտրոնական ատոմն ունի sp² հիբրիդացում։Գազային վիճակում մաքուր ածխաթթուների վարքագիծը հետազոտվել է 2011 թվականին ավստրիացի քիմիկոսների կողմից^[2]։

Հավասարակշռումը ջրային լուծույթներում և թթուներում խմբագրել

Ջրային լուծույթներում ածխածնի երկօքսիդի հիդրատով ածխաթթվի հավասարումը հետևյալն է՝

${\displaystyle {\mathsf {CO_{2}\cdot H_{2}O_{(p)}\rightleftarrows H_{2}CO_{3(p)}}}}$ , հավասարակշռության հաստատունը 25 °C ջերմաստիճանում ${\displaystyle K_{p}={\frac {\mathsf {[H_{2}CO_{3}]}}{\mathsf {[CO_{2}\cdot H_{2}O]}}}=1,70\cdot 10^{-3}}$ :

Ուղիղ ռեակցիայի արագությունը 0,039 с⁻¹, հակադարձը՝ 23 с⁻¹:Լուծվող ածխածնի երկօքսիդի հիդրատն իր հերթին, հավասար է գազային ածխաթթու գազի հետ՝

${\displaystyle {\mathsf {CO_{2}\cdot H_{2}O_{(p)}\rightleftarrows CO_{2}\uparrow +\ H_{2}O}}}$ :

Այս հավասարակշռությունը փոփոխվում է ճիշտ այնպես, ինչպես ջերմաստիճանը բարձրանում է, իսկ ճնշման բարձրացմանը զուգահեռ տեղաշարժվում է դեեպի ձախ։Ածխաթթունենթարկվում է հիդրոիզի, ստեղծելով թթվային միջավայր։

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ H_{2}O\rightleftarrows HCO_{3}^{-}+\ H_{3}O^{+}}}}$ , թթվայնության հաստատուն 25 °C ջերմաստիճանում՝ ${\displaystyle K_{a1}={\frac {\mathsf {[HCO_{3}^{-}]\cdot [H_{3}O^{+}]}}{\mathsf {[H_{2}CO_{3}]}}}=2,5\cdot 10^{-4}}$ :

Այնուամենայնիվ, գործնական հաշվարկների համար ակնհայտ թթվայնության կայունությունը հաճախ օգտագործվում է, հաշվի առնելով ածխաթթուների հավասարակշռությունը ածխածնի երկօքսիդի հիդրատ՝

${\displaystyle K_{a}'={\frac {\mathsf {[HCO_{3}^{-}]\cdot [H_{3}O^{+}]}}{\mathsf {[CO_{2}\cdot H_{2}O]}}}=4,27\cdot 10^{-7}}$

Հիդրոկարբոնատ-իոնը ենթարկվում է հիդրոլիզի՝

${\displaystyle {\mathsf {HCO_{3}^{-}+\ H_{2}O\rightleftarrows CO_{3}^{2-}+\ H_{3}O^{+}}}}$ , թթվայնության հաստատուն 25 °C -ի դեպքում՝ ${\displaystyle K_{a2}={\frac {\mathsf {[CO_{3}^{2-}]\cdot [H_{3}O^{+}]}}{\mathsf {[HCO_{3}^{-}]}}}=4,68\cdot 10^{-11}}$ :

Այսպիսով, ածխաթթու պարունակող լուծույթներում ստեղծվում է համալիր հավասարակշռության համակարգ, որն կարելի է ներկայացնել հետեւյալ կերպ.

${\displaystyle {\mathsf {CO_{2}\uparrow {\stackrel {H_{2}O}{\rightleftarrows }}CO_{2}\cdot H_{2}O\rightleftarrows H_{2}CO_{3}{\stackrel {-H^{+}}{\rightleftarrows }}HCO_{3}^{-}{\stackrel {-H^{+}}{\rightleftarrows }}CO_{3}^{2-}(*)}}}$ :

${\displaystyle {\mathsf {pH}}\approx -{\frac {1}{2}}\lg(K_{a}'\cdot L)=3,9}$ , где L = 0,034 մոլ/լ — CO₂ լուծելիությունը ջրի մեջ՝ հատուկ պայմաններում։

Տեսակներ խմբագրել

Հեղուկի ջերմաստիճանի բարձրացումը եւ / կամ ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշման նվազումը, հավասարակշռությունը փոխում է դեպի ածխաթթու `ջրի եւ ածխածնի երկօքսիդի տարրալուծում։ Լուծույթի եռման ժամանակ ածխաթթում ամբողջությամբ տրոհվում է՝

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}\longrightarrow H_{2}O+\ CO_{2}\uparrow }}}$ :

Հիմքերի և աղերի հետ փոխազդեցություն խմբագրել

Հիմքերի և թթուների հետ փոխազդեցության ռեակցիայի օրինակներ են՝

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+2\ NaOH}}}$ _(կոնց.)${\displaystyle {\mathsf {\longrightarrow Na_{2}CO_{3}+2\ H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ NaOH}}}$ _(ջրիկ.)${\displaystyle {\mathsf {\longrightarrow NaHCO_{3}+\ H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ Ca(OH)_{2}\longrightarrow CaCO_{3}\downarrow +2\ H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ NH_{3}\cdot H_{2}O\longrightarrow NH_{4}HCO_{3}+\ H_{2}O}}}$

Կարբոնատների հետ փոխազդեցությունից առաջանում են հիդրոկարբոնատներ՝

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ Na_{2}CO_{3}\longrightarrow 2\ NaHCO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H_{2}CO_{3}+\ CaCO_{3}\longrightarrow Ca(HCO_{3})_{2}}}}$

• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л., ISBN 978-5-358-01303-2։
• Лидин Р.А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под ред. Р. А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Дрофа, 2006. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ածխաթթու» հոդվածին։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 1, էջ 208)։