Neorganinės rūgštys yra labai svarbios chemijos pramonėje. Juk jie yra daugelio sintezių žaliavos, katalizuoja procesus, dehidratacijos metu veikia kaip vandenį šalinančios medžiagos ir pan.
Tačiau dar vertingesnės yra jų druskos – vandenilio pakeitimo metalu produktai jų molekulių sudėtyje. Anglies rūgštis šiuo atžvilgiu yra ypatinga. Juk savaime jis praktiškai neegzistuoja, ore iš karto suyra į anglies dioksidą ir vandenį. Tačiau anglies rūgštis sudaro druskas, kurios žmogui buvo žinomos nuo seniausių laikų. Jie yra labai populiarūs daugelyje gamybos ir veiklos sričių. Mes juos apsvarstysime.
Angliarūgšties druskos: klasifikacija
Pirmiausia reikia nedelsiant pažymėti, kad nagrinėjamos medžiagos gali būti vadinamos skirtingai. Taip jau susiklostė, kad visi pavadinimai prigijo ir vartojami iki šių dienų – tiek istoriškai nusistovėję ar menkaverčiai, tiek duomenys apie racionalią nomenklatūrą. Taigi, anglies rūgšties druskos, jos vadinamos taip:
- karbonatai;
- bikarbonatai;
- anglies dioksidas;
- bikarbonatas;
- angliavandeniliai.
Taigižinoma, kiekvienas turi savo bendrą pavadinimą, kuris yra individualus.
Aukščiau pateikti pavadinimai iš karto atspindi nagrinėjamų junginių klasifikaciją. Kadangi rūgštis yra dvibazė, ji taip pat sudaro dviejų tipų druskas:
- vidutinis;
- rūgštus.
Prie pastarojo pavadinimo pridedami priešdėliai hydro- arba bi-. Beveik kiekviena šarminių ar šarminių žemių metalų druska yra praktiškai svarbus junginys, reikalingas žmonėms vykdant ekonominę veiklą.
Atradimo ir naudojimo istorija
Nuo senų laikų žmonės žinojo anglies rūgšties druskas. Iš tiesų, net senovės Egipte statybos buvo atliekamos naudojant gipsą, alebastrą, kalkakmenį ir marmurą.
Plinijaus Vyresniojo raštuose minimas technologinis kalkių gavimo procesas deginant kalkakmenį. Garsusis pasaulio stebuklas – piramidės – buvo pastatytas naudojant gipsą ir iš jo gautas medžiagas. Kalis buvo gaunamas iš augalų pelenų ir naudojamas drabužiams skalbti, o vėliau – muilui gaminti.
Tai yra, žmonės beveik visada žinojo, kaip naudoti gamtos dovanotus produktus. Tačiau tai, kad tai angliarūgštės druskos, kokios jų sandaros, kaip galima dirbtinai susintetinti ir kokios kitos jų savybės, tapo žinoma daug vėliau, jau XVII–XVIII a.
Šiandien taip pat plačiai naudojami daugelis šarminių ir šarminių žemių metalų karbonatų, kai kurie iš jų priimasvarbi dalis požeminio vandens cirkuliacijos procesuose.
Indėliai gamtoje
Procentais minėti mineralai užima maždaug 5 % visos žemės plutos masės. Jie susidaro daugiausia lauke, formuojant uolienas. Be to, daugelis druskų susidaro hidroterminių procesų metu.
Mikroorganizmai, moliuskai ir kiti gyvūnai bei augalai prisideda prie karbonatų susidarymo biocheminėmis priemonėmis. Dažnai anglies rūgšties druskos randamos rūdose, kurios kartu su jas sudaro junginius.
Žymiausi šių junginių mineralai ir uolienos:
- kalcitas;
- dolomitas;
- kreida;
- marmuras;
- kalkakmenis;
- gipsas;
- magnezitas;
- siderite;
- malachitas.
Gavimo ir taikymo būdai
Angliarūgšties druskos vadinamos karbonatais (jei kalbame apie vidutinius variantus). Tai reiškia, kad juose būtinai yra karbonato jonas, kurio formulė yra CO32-. Norėdami užbaigti visą vaizdą, druskoje trūksta tik metalo katijono ir rodiklių, atspindinčių kiekybinę junginio sudėtį. Tai naudojama laboratoriniuose metoduose šioms medžiagoms gauti.
Galų gale, be ekstrahavimo iš natūralių š altinių, anglies druskos taip pat gali būti susintetintos mainų, derinimo ir pakeitimo reakcijose. Tačiau tokie metodai neturi praktinės reikšmės, nes produkto išeiga yra per maža ir sunaudoja daug energijos.
Kur naudojamos anglies rūgšties druskos, kokiose srityse? Dėlkiekvienas iš jų yra individualus, tačiau apskritai galima išskirti kelias pagrindines pramonės šakas.
- Statybos verslas.
- Chemijos pramonė.
- Stiklo gamyba.
- Muilo gaminimas.
- Popieriaus sintezė.
- Maisto pramonė.
- Ploviklių ir valymo priemonių gamyba.
- Kalcio karbonatai yra metalų jonų š altinis gyvų būtybių kūne.
Pažvelkime konkrečiai į kelis karbonatų pavyzdžius, jų sudėtį ir reikšmę.
Kalcio karbonatas
Kaip minėta aukščiau, ši medžiaga yra kalcio jonų Ca2+ š altinis žmogaus organizme. Ir tai labai svarbu. Juk jie dalyvauja palaikant kraujo buferinės sistemos pastovumą, yra kaulų, nagų, plaukų dalis, stiprina dantų emalį.
Trūkstant kalcio, išsivysto įvairios ligos, įskaitant tokias pavojingas kaip širdies nepakankamumas, osteoporozė, patologiniai akies obuolio lęšiuko pokyčiai ir kt.
Be to, kalcio karbonatas taip pat naudojamas statybos pramonėje. Galų gale, jo veislės yra:
- kreida;
- marmuras;
- kalkakmenis.
Šios druskos nuosėdos yra pakankamai turtingos, kad žmogus nepatirtų jos trūkumo. Dažnai jis parduodamas išgryninta forma tablečių pavidalu, kaip parodyta toliau esančioje nuotraukoje. Tiesa, norint, kad kalcis būtų pasisavinamas pakankamai gerai, būtinas vitamino D buvimas.
Natrio karbonatas
Anglių druskarūgštys – karbonatai – svarbios ir žmonių buityje. Taigi, natrio karbonatas arba natrio karbonatas paprastiems žmonėms vadinamas soda. Tačiau tai nėra medžiaga, kuri yra svarbi įvairių patiekalų ruošimo dalis. Ne, ši druska naudojama buities reikmėms valant buitinius gaminių paviršius: vonias, kriaukles, indus ir kt. Jis geriau žinomas kaip soda arba skalbinių soda, jis taip pat naudojamas stiklo gamyboje, muilo gamyboje.
Šio junginio formulė yra Na2CO310H2O. Tai vidutinė vandeninė druska, susijusi su kristaliniais hidratais. Gamtoje jis randamas mineralų pavidalu ir uolienų sudėtyje. Pavyzdžiai:
- sostas;
- nakholit;
- termonatritas.
Dažnai izoliuojama nuo jūros dumblių, jų pelenų. Būtent šis būdas senovėje buvo naudojamas žaliavoms gauti muilo gamybai ar tiesiog skalbti drabužius. Turtingiausias augalas, turintis šios druskos, yra sodą turintis keksas. Jo pelenai yra priimtiniausi natrio karbonatui gauti.
Kalis
Angliarūgšties druskos formulė, kuri turi tokį pavadinimą, yra K2CO3. Tai b alti kristaliniai higroskopiniai milteliai. Vidutinė bevandenė druska, kuri labai gerai tirpsta. Šis junginys žmonėms taip pat žinomas nuo seno, plačiai naudojamas ir šiandien. Vardų sinonimai:
- kalio karbonatas;
- kalis;
- kalio karbonatas.
Pagrindiniai naudojimo būdai yra tokie.
- Kaipreagentas skysto muilo gamybos procesuose.
- Krištolinio ir optinio stiklo, ugniai atsparaus stiklo sintezei.
- Audiniams dažyti.
- Kaip trąša pasėliams.
- Statybos pramonėje – sumažinti statybinių mišinių užšalimo temperatūrą.
- Nuotraukos dėkle.
Pagrindinis pramoninis šios druskos gavimo būdas yra kalcio chlorido elektrolizė. Taip susidaro hidroksidas, kuris reaguoja su anglies dioksidu ir sudaro kalį. Natūralios žaliavos yra javų ir dumblių pelenai, kuriuose jų yra daug.
Geramoji soda
Rūgštinės anglies rūgšties druskos yra ne mažiau svarbios nei vidutinės. Taigi, pavyzdžiui, natrio bikarbonatas, kurio formulė yra NaHCO3. Kitas jo pavadinimas, geriau visiems žinomas, yra geriamoji soda. Išoriškai tai yra b alti smulkūs milteliai, kurie labai gerai tirpsta vandenyje. Kaitinamas junginys nestabilus, iš karto skyla į anglies dioksidą, vandenį ir vidutinę druską. Tai leidžia naudoti kepimo soda kaip buferį gyvų organizmų vidinėje aplinkoje.
Yra dar keletas šio junginio pritaikymų:
- maisto (ypač konditerijos) pramonė;
- vaistas (nudegimams gydyti rūgštimis);
- cheminėje sintezėje plastikų, dažiklių, putplasčio, buitinės chemijos gamyboje;
- lengvojoje ir tekstilės pramonėje (odų rauginimas, šilko audinių apdaila ir kt.);
- naudojama kadagazuotų gėrimų ir įvairių kulinarinių patiekalų gamyba;
- Gesintuvai užpildyti natrio bikarbonatu.
Kalcio bikarbonatas
Ši rūgštinė anglies rūgštis yra svarbi požeminio vandens cirkuliacijos dalis. Šis junginys suteikia laikino vandens kietumo susidarymą, kuris pašalinamas verdant. Tuo pačiu metu kalcio bikarbonatas prisideda prie masinio karbonatų judėjimo gamtoje, tai yra, vykdo jų cirkuliaciją. Šio junginio formulė yra Ca(HCO3)2.
