StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
Americas
Europe
Carbonate sind Salze der Kohlensäure (H₂CO₃), die bei der Dissoziation entstehen. Das Carbonat-Ion CO₃²⁻ wird bei der Dissoziation der Kohlensäure zuletzt gebildet. Hier wird zwischen primären Carbonaten (Hydrogencarbonate) und sekundären Carbonaten unterschieden. Carbonate, die in der Natur vorkommen, werden häufig als Spate bezeichnet.
Entdecke über 50 Millionen kostenlose Lernmaterialien in unserer App.
Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmeldenCarbonate sind Salze der Kohlensäure (H₂CO₃), die bei der Dissoziation entstehen. Das Carbonat-Ion CO₃²⁻ wird bei der Dissoziation der Kohlensäure zuletzt gebildet. Hier wird zwischen primären Carbonaten (Hydrogencarbonate) und sekundären Carbonaten unterschieden. Carbonate, die in der Natur vorkommen, werden häufig als Spate bezeichnet.
Wenn Kohlensäure H2CO3 dissoziiert, entstehen die Salze der Kohlensäure – die Carbonate.
Carbonate sind die Salze der Kohlensäure. Die allgemeine Summenformel der Carbonate lautet: MxCO3.
Die primären Carbonate haben die allgemeine Formel MHCO3, die Formel der sekundären Carbonate lautet M2CO3. Das M in der Summenformel steht für das Metall, das in den Salzen enthalten ist.
Der elementare Kohlenstoff wird der organischen Chemie zugeordnet. Dabei reagiert Kohlenstoff mit sich selbst oder anderen Elementen. Seine Oxide (Kohlenstoffmonoxid CO oder Kohlenstoffdioxid CO₂) und Carbonate gehören jedoch zur Gruppe der anorganischen Kohlenstoffverbindungen.
Carbonate bestehen aus dem Carbonat-Ion (CO32-) und einem Metallion. Das Carbonat-Ion ist zweifach negativ geladen und stellt den Säurerest dar. Die Carbonate können an Säure-Base-Reaktionen teilhaben.
Das Anion der Kohlensäure ist symmetrisch, trigonal-planar und mesomeriestabilisiert. Der Bindungswinkel beträgt 120°. Das Kohlenstoffatom verfügt dabei über drei sp2- Hybridorbitale und einem p-Orbital, das nicht hybridisiert ist. Die π - Bindung ist nicht genau lokalisiert, sondern verteilt sich über alle vier Atome – dies ist an den "wandernden" Doppelbindungen (Mesomere Grenzstrukturen) zu erkennen.
Abbildung 1: Mesomere Grenzstrukturen des Carbonat-Ions
Symmetrisch: die räumliche Anordnung der Atome oder Atomgruppen eines Moleküls, sie sich beispielsweise an einer Ebene spiegeln und somit deckungsgleich sind.
Trigonal-planar: eine regelmäßige Anordnung von drei Liganden, die die Eckpunkte um ein Zentralteilchen bilden. Die Liganden formen also ein Dreieck.
Mesomeriestabilisiert: Moleküle oder mehratomige Ionen, die schwer in Strukturformeln darstellbar sind. Deshalb werden bestimmte Grenzformeln verwendet, die "wahre" Struktur liegt dann zwischen diesen Grenzstrukturen.
Delokalisierung: Elektronen einer Atomgruppe/eines Moleküls, die nicht genau lokalisierbar sind, weil sie sich über das ganze Atom erstrecken.
Reagiert ein Carbonat mit Wasser, entstehen Hydrogencarbonationen HCO3- und Hydroxidionen OH-. Dabei reagiert das Carbonat-Ion als Base mit dem Wassermolekül.
Nur Alkalicarbonate (bspw. Natrium- und Kaliumcarbonat) sind gut wasserlöslich. Den Gegenpol bilden alle anderen Carbonate – diese sind nur schwer in Wasser löslich. Dadurch kannst Du in einer wässrigen Lösung mit Alkalicarbonaten die Metallionen ausfällen.
In der Chemie man unter der Fällung (auch Präzipitation genannt) die Ausscheidung eines gelösten Stoffes in einer Lösung. Dieses Prinzip funktioniert, indem die Löslichkeit, aufgrund veränderter Umgebungsbedingungen, überschritten wird.
Das chemische Gleichgewicht wird hier auch als "Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht" bezeichnet. Wird CO₂ in Wasser gelöst, reagiert es mit den Wassermolekülen H₂O. Dabei entsteht Kohlensäure H2CO3. Dissoziiert, also zerfällt, die Kohlensäure wieder, bildet sie Hydroniumionen H3O+, Hydrogencarbonationen HCO3- und Carbonationen CO32-.
Carbonate entstehen, wenn Kohlensäure mit Metallen oder Metalloxiden reagiert. Mit Magnesium sieht die Reaktionsgleichung dann folgendermaßen aus:
Magnesium und Kohlensäure reagieren zu Magnesiumcarbonat und Wasserstoff.
Carbonate können durch eine Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Bariumhydroxid-Lösung nachgewiesen werden.
Du kannst ein Carbonat nachweisen, indem Du eine kleine Menge der zu untersuchenden Substanz in ein Reagenzglas gibst. Im nächsten Schritt füllst Du Barytwasser (eine gesättigte Bariumhydroxid-Lösung Ba(OH)2 (aq)) in ein sogenanntes Gärröhrchen, bis die beiden Glaskügelchen ungefähr bis zur Hälfte mit Flüssigkeit befüllt sind.
Abbildung 2: Nachweis von Carbonaten mit Hilfe eines GärröhrchensQuelle: link.springer.com
Danach gibst Du 2–3 Tröpfchen Salzsäure (HCl(aq)) in das vorher vorbereitete Reagenzglas – daraufhin müsste die Substanz anfangen zu blubbern. Als Nächstes dichtest Du das Reagenzglas mithilfe des Gärröhrchens, mitsamt der Flüssigkeit, oben ab.
Nach kurzer Zeit fängt es auch im Gärröhrchen an zu blubbern. Das ist jedoch nicht das Wichtige an dieser Reaktion. Vielmehr solltest Du darauf achten, ob sich das Aussehen des Barytwassers verändert hat. Anfangs war diese glasklar, nach Ablaufen der Reaktion ist sie trüb. Das bedeutet, es ist Carbonat in der Substanz enthalten.
Es lassen sich folgende Reaktionsgleichungen aufstellen:
Das Blubbern im Reagenzglas hat das Kohlenstoffdioxid ausgelöst. Das entsteht, wenn eine starke Säure mit einem Carbonat reagiert. Dieses Gas ist im folgenden Schritt auch in das Gärröhrchen aufgestiegen, wo es mit dem Barytwasser reagiert hat. Dabei kommt es zu folgender Reaktion:
Das Kohlenstoffdioxid reagiert mit dem Barytwasser zu Bariumcarbonat BaCO3 und Wasser. Bariumcarbonat fällt als wasserunlöslicher Feststoff aus und sorgt so für die Trübung der Flüssigkeit.
Carbonate finden sich hauptsächlich in Mineralien. Dazu zählen zum Beispiel Calcit, Aragonit, Dolomit, oder Cerussit. Die Konzentration an Carbonaten in Mineralien ist jedoch gering.
In Calcit befindet sich Calciumcarbonat. Calcit ist auch unter dem Namen Kalkspalt bekannt. Calciumcarbonat kann nach der Extraktion aus Calcit für viele Einsatzbereiche verwendet werden:
Für die Gesteinsbildung von Gebirgen wie den Dolomiten sind Dolomit und Calcit (Calciumcarbonat) verantwortlich.
Das Carbonat des Kaliums findet sich in Holzasche und in Salzseen, wie dem Toten Meer. Die Gallier haben damals das Kaliumcarbonat für die Seifenherstellung verwendet.
Natriumcarbonat komtm auch in Seen vor, wie beispielsweise in Karlsbad in den Heilquellen. Dieses kommt vorwiegend in der Glasindustrie, aber auch als Zwischenprodukt in der chemischen Industrie zum Einsatz.
Aufgrund der vielfältigen natürlichen Vorkommen werden nur wenige Carbonate technisch hergestellt. Darunter gehören zum Beispiel Soda, das nach dem Solvay-Verfahren hergestellt wird. Pottasche wird hingegen durch die Carbonisierung von Kalilauge gewonnen.
Das Solvay-Verfahren: Das Solvay-Verfahren (auch Ammoniak-Soda-Verfahren genannt) ist ein chemischer Prozess, mit man Natriumcarbonat hergestellt werden kann. Dabei geht man von den Rohstoffen Kalk, also Calciumcarbonat, und Kochsalz, Natriumchlorid, aus.
Pottasche: Der fachsprachliche Name lautet Kaliumcarbonat (K2CO3). Der "Trivialname" wird dagegen "Pottasche" bezeichnet. Es handelt sich dabei um ein Alkali und um das Kaliumsalz der Kohlensäure.
Die Bezeichnung Pottasche stammt von einer alten Methode, in der Kaliumcarbonat aus Pflanzenasche angereichert, anschließend gewaschen und in Pötten (Töpfen) eingedampft wurde.
Carbonate finden in der Lebensmittelindustrie vielfältigen Einsatz.
Carbonate werden unter anderem als Backtreibmittel, Säureregulator, Trennmittel, Farbstoff, Konservierungsstoff oder Trägerstoff verwendet.
Ammoniumcarbonat gehört zur Gruppe der Hirschhornsalze. Es kommt hauptsächlich als chemisches Lockerungsmittel für die Teigzubereitung zum Einsatz. Dieses Carbonat dient somit als Backtreibmittel.
Kaliumcarbonat wiederum gehört zur Gruppe der Pottasche und kann auch als Backtreibmittel verwendet werden.
Calciumcarbonat dient als Säureregulator, Trennmittel und als Farbstoff.
Es wird unter vielen verschiedenen Carbonaten unterschieden. Ein paar hast Du bereits kennengelernt. Sie tragen meist historische Namen. Im Folgenden findest Du die wichtigsten Carbonate zusammengefasst:
Die allgemeine Formel der Carbonate lautet MxCO3.
Carbonate entstehen, wenn Kohlensäure mit Metallen oder Metalloxiden reagieren.
Die Salze der Kohlensäure, die bei der Dissoziation entstehen, bezeichnet man als Carbonate. Das Carbonat-Ion wird bei der Dissoziation der Kohlensäure zuletzt gebildet. Man unterscheidet bei den Carbonaten unter primären Carbonaten (Hydrogencarbonate) und sekundären Carbonaten. Auch in der Natur findet man Carbonate, die häufig als Spate bezeichnet werden.
Carbonate entstehen, wenn du Kohlensäure mit Metallen oder Metalloxiden reagieren lässt.
Die chemische Industrie benutzt Calciumcarbonat für folgende Herstellungsprozesse, die Bauindustrie benutzt dieses Carbonat als Mörtel und Branntkalk. Natriumcarbonat wird in der Glasindustrie und als Zwischenprodukt in der chemischen Industrie verwendet. Aber auch in der Lebensmittelindustrie kommen Carbonate zum Einsatz.
Prinzipiell wird der elementare Kohlenstoff der organischen Chemie zugeordnet. Dabei reagiert Kohlenstoff mit sich selbst oder anderen Elementen. Seine Oxide (Kohlenstoffmonoxid CO oder Kohlenstoffdioxid ) und Carbonate gehören jedoch zur Gruppe der anorganischen Kohlenstoffverbindungen.
Karteikarten in Carbonate10
Lerne jetztEigenschaften der Carbonate
Aggregatzustand: bei Raumtemperatur als kristalline Feststoffe
Gehören Carbonate der organischen oder anorganischen Chemie an?
Prinzipiell wird der elementare Kohlenstoff der organischen Chemie zugeordnet. Dabei reagiert Kohlenstoff mit sich selbst oder anderen Elementen. Seine Oxide (Kohlenstoffmonoxid CO oder Kohlenstoffdioxid) und Carbonate gehören jedoch zur Gruppe der anorganischen Kohlenstoffverbindungen.
Das Anion der Kohlensäure ist 1) ........................................, ....................................., ................................. Der Bildungswinkel beträgt .............°.
1) symmetrisch, trigonal-planar und mesomeriestabilisiert
2) 120
Die π - Bindung an einem Carbonat-Ion ist nicht genau lokalisiert, sondern verteilt sich über alle vier Atome - dies erkennt man an den "................................." Doppelbindungen.
wandernden
Alkalicarbonate sind 1) ...................................... wasserlöslich, das Gegenpol bilden alle anderen Carbonate - diese sind nur 2) ........................................ in Wasser löslich.
1) gut
2) schlecht
Wie erhältst du Kohlensäure und aus welchen Stoffen besteht sie?
Kohlensäure erhält man, indem man Kohlenstoffdioxid unter Überdruck in Wasser löst. Es besteht aus Protonen und Carbonat-Ionen.
Du hast bereits ein Konto? Anmelden
Open in AppDie erste Lern-App, die wirklich alles bietet, was du brauchst, um deine Prüfungen an einem Ort zu meistern.
Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.
Speichere Erklärungen in deinem persönlichen Bereich und greife jederzeit und überall auf sie zu!
Mit E-Mail registrieren Mit Apple registrierenDurch deine Registrierung stimmst du den AGBs und der Datenschutzerklärung von StudySmarter zu.
Du hast schon einen Account? Anmelden