[科普中国]-碳酸根

碳酸根的化学式为CO3（离子CO32-），相对分子质量60。虽然含碳，但含碳酸根的物质却多是无机物。碳酸根是一种弱酸根，在水中很容易水解产生碳酸氢根离子和氢氧根离子，从而使水偏向碱性。

简介碳酸根，化学式为CO32-，呈-2价，其中碳为最高价+4价，氧为-2价。

碳酸根虽然含碳，但含碳酸根的物质多是无机物。碳酸根是一种弱酸根，在水中电离后很容易和氢离子结合产生碳酸氢根离子和氢氧根离子，从而使水偏向弱碱性。

离子结构

C原子以sp2杂化轨道成键、离子中存在3个σ键，由C的3个sp2杂化轨道和三个O原子的2p轨道结合，离子为正三角形，而C中与分子平面垂直的另一个p轨道会与3个O原子中与分子平面垂直的p轨道结合成大π键，再加上所带两电荷，大π键中共有6个电子，从而形成π(6,4）键。碳酸根的离子半径小于次氯酸根，但是碳酸根可极化性也很强，能被极化。

作用碳酸根对于调节人体酸碱平衡、维持人体内环境稳态有重要作用。碳酸钠和碳酸氢钠混合而成的碱性缓冲也，可以维持人体胃pH相对稳定；碳酸氢钠为弱碱性物质，当胃酸(主要是盐酸)过多时，碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，可以增高pH；当胃酸较少，胃环境pH较高时，碳酸氢钠又可与强碱性物质反应生成碳酸钠，碳酸钠呈弱碱性，因此可以降低胃环境的pH，达到双向调节作用，以保持胃环境pH相对稳定。

检验因为碳酸根离子易与氢离子结合生成二氧化碳气体，所以可用酸来检验。

实验室一般用稀盐酸与澄清石灰水来检验。

取样，加入盐酸生成的气体通入澄清的石灰水中。

加入盐酸有无色无味的气体生成，将生成的气体通入澄清的石灰水中有白色沉淀生成。

说明含有碳酸根离子或者碳酸氢根离子或亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子。

另取试样，加入氯化钙有沉淀生成，即可证明含有碳酸根离子。

其实也可以直接加入氯化钙产生白色沉淀，加入稀盐酸，产生无色无味的气体，通入澄清石灰水中出现白色沉淀，即可证明1。

相关信息碳酸及碳酸盐

概述

1、碳酸是一种弱酸，不稳定，易分解为水和二氧化碳，通常有碳酸生成的化学反应写成水和二氧化碳的形式。碳酸常用于制作汽水。

2、碳酸盐有很多，在生活中有许多常见的碳酸盐，比如纯碱（碳酸钠）、石灰石（主要成份为碳酸钙）等。除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵外，碳酸盐一般都难溶于水。除碱金属的碳酸盐外，其余的碳酸盐大多易受热分解2。

常见的碳酸盐及其用途

碳酸钙是石灰石和大理石的主要成份，重要的工业原料和建筑材料，经常用于工业制取二氧化碳和生石灰，实验室用碳酸钙与稀盐的反应制取二氧化碳。碳酸钙也常用于补钙剂中3。

碳酸钠俗称纯碱，用于食品中去除酸性物质。可以和氢氧化钙反应用于制备氢氧化钠4。

碳酸钾草木灰的主要成分，重要的钾肥。

碳酸氢钠俗称小苏打，用作食品工作的发酵剂、汽水和冷饮中二氧化碳的发生剂、黄油的保存剂等5。

碳酸盐中有如下几个沉淀及难溶物，但这些难溶物均溶于酸：碳酸钙，碳酸钡。

本词条内容贡献者为:

陈伟 - 副教授 - 武汉工程大学