Частицы, обозначенные символами CO2 и CO32−, называются, соответственно, углекислым газом и карбонат-ионом. Они отличаются по своему составу, структуре, физическим и химическим свойствам, а также по областям применения.
Углекислый газ (CO2):
- Состав: Молекула углекислого газа состоит из одного атома углерода, соединенного с двумя атомами кислорода двойными связями.
- Структура: Молекула линейна.
- Свойства: Углекислый газ при нормальных условиях представляет собой газ без цвета и запаха. Он плохо растворяется в воде, при этом образуя слабую угольную кислоту (H2CO3). CO2 не поддерживает горение и является важным парниковым газом в атмосфере Земли.
- Применение: CO2 широко используется в пищевой промышленности (например, для газирования напитков), в огнетушителях, для создания контролируемой атмосферы при хранении фруктов, в медицине, в сварочных работах как защитный газ.
Карбонат-ион (CO3^2-):
- Состав: Карбонат-ион состоит из одного атома углерода, окруженного тремя атомами кислорода в тригонально-планарной конфигурации, при этом ион имеет двойной отрицательный заряд.
- Структура: Ион имеет плоскую тригональную форму, где две связи C-O являются эквивалентными из-за делокализации электронов (резонанса).
- Свойства: Карбонат-ионы являются основными составляющими многих минералов (например, кальцита и арагонита) и являются важной частью углеродного цикла. Они встречаются в природных водах и почвах и играют ключевую роль в процессах, таких как образование и разложение карбонатных пород, а также регуляция уровня углекислого газа в атмосфере.
- Применение: Карбонаты используются в производстве строительных материалов (например, цемента и извести), в качестве добавок в корма, для нейтрализации кислот в химической промышленности и водоочистке, а также в медицине для лечения изжоги и других состояний, связанных с повышенной кислотностью желудочного сока.
Основные отличия между CO2 и CO32− заключаются в их химическом составе, заряде, структуре, а также в их роли в природе и применении в различных областях.