碳酸(H2CO3)

碳酸简介

碳酸（H₂CO₃)是一种二元弱酸，电离常数都很小。但也有认为其为中强酸，因为根据无机酸酸性强弱判断式（OH)nROm可判断其酸性与磷酸相似。

没有纯碳酸存在，只能存在于水溶液中。不稳定，受热及震荡易分解为水和二氧化碳。标况下，一体积水溶解一体积二氧化碳，溶于水的这部分只有一小部分能够与水反应生成碳酸。弱酸性，比次氯酸等极弱酸的酸性稍强。

碳酸理化性质

分子式：H₂CO₃

结构简式：HO—CO—OH在CO₂溶于水时形成。

纯的碳酸以C(OH)4存在是个不稳定的晶体，遇水剧烈分解。

碳酸酸性极低，其饱和水溶液pH约为5.6，正常雨水ph约为5.6就是因为CO2溶于雨水生成碳酸。其水溶液显酸性故可以使指示剂变色（可以使石蕊溶液变红色）。

在常温、常压下，二氧化碳饱和溶液的浓度约为0．033mol/L，pH为5.6，pKa=6.37。

碳酸是一种二元酸，其电离分为两步：

H₂CO₃ ⇌ HCO₃- + H+ ；Ka1 = 4.2×10-7 mol/L; pKa1 = 6.38(25 °C)HCO3-⇌ CO32- + H+ ；Ka2 = 5.61×10-11 mol/L; pKa2 = 10.25 (25 °C)需要注意的是，以上所述值并不适用于实际估算碳酸的酸性，因为单个碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要强。实际上，碳酸分子只出现在二氧化碳和水的动态平衡中，其浓度比二氧化碳低得多，故酸度实际上较低。

碳酸用途

在制造汽水时，要在加压情况下把二氧化碳气体溶解在水里，再往汽水里加糖、柠檬酸以及果汁或香精，在加压下灌入汽水瓶中。当我们喝汽水时，汽水从瓶子里倒出来，外界压强（指空气压强和人体内的压强）突然降低，二氧化碳在水中的溶解度随着压强降低而变小。于是，喝入体内汽水中的二氧化碳便成为气体从水中逸出，并从口腔中排出，这个过程会把人体内的热量带走，这就是喝汽水感到凉爽的原因。

有时，碳酸也会给我们日常生活带来麻烦。地面上的二氧化碳气体溶于水，生成碳酸。当地面水渗入地下时，碳酸也被带到地下，并与地下石灰岩里不溶于水的碳酸钙发生化学反应，生成可溶于水的碳酸氢钙。含有碳酸氢钙的水称为“硬水”，因此地下水都属于“硬水”。江河里的水不含碳酸氢钙，不是“硬水”(硬水是指有钙离子和镁离子等金属阳离子，他们的碳酸盐是不可溶解于水的）。

有些地方所用的自来水的水源是地下水，在煮开水时，水中的碳酸氢钙受热分解成碳酸钙、二氧化碳和水。碳酸钙是不溶解在水中的沉淀物，它沉积在水壶和锅炉的壁上，天长日久便成为一层白色的很坚硬的物质，称为锅垢（俗称水碱）。这层碳酸钙的导热性很差，因此烧水时会浪费燃料。如果锅炉和管道中的锅垢太厚，还有发生爆炸的危险。所以，工业生产中总是把“硬水”先用化学方法除去或减少碳酸钙，使它软化以后再用。