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CarbonateZoomA-Z

Fachgebiet - Anorganische Chemie

Als Carbonate werden die Salze und Ester der vollständig dissoziierten aber nicht frei isolierbaren Kohlensäure, H2CO3 bezeichnet. Das zugehörige zweifach negativ geladene Anion (Säurerest) ist das Carbonat-Ion Couldn't accept input SIGN ["-"]CO_3^2-.

Carbonate sind ionische Salze und daher bei Raumtemperatur in der Regel kristalline Feststoffe. In der Natur sind sie weit verbreitet. Sie tragen häufig historische Namen, wie z.B. in Form von Soda (Natriumcarbonat, Na2CO3 · 10H2O), Pottasche (Kaliumcarbonat, K2CO3), Kalk (Calciumcarbonat, CaCO3 ). Weitere Carbonate sind Kalkstein, Marmor, Kreide, jeweils CaCO3, oder Dolomit, CaCO3 · MgCO3.

Mit Ausnahme der Alkalicarbonate sind alle Carbonate in Wasser schwer löslich. Wässrige Carbonatlösungen reagieren infolge Hydrolyse stark alkalisch. Auf Grund ihres meist natürlichen Vorkommens werden nur wenige Carbonate technisch hergestellt, darunter Soda nach dem Solvay-Verfahren, oder Pottasche, K2CO3, durch Carbonisierung von Kalilauge. Auf diesem Wege, d.h. durch Einleiten von Kohlendioxid, CO2, in eine alkalische Hydroxid-Lösung, lassen sich auch beliebige andere Carbonate darstellen. Die Reaktion dient gleichfalls zum analytischen Nachweis von CO2:

Ba(OH)2+CO2BaCO3+H2O

Die Alkalicarbonate sind unzersetzt schmelzbar, andere Carbonate zerfallen beim Erhitzen (Calcinieren) unter Abspaltung von CO2. Technisch wird dieser Prozess zur Gewinnung von Metalloxiden genutzt, z.B. bei der Herstellung von Branntkalk, CaO, durch Kalkbrennen:

CaCO3CaO+CO2

Auch das Ansäuern von Carbonatlösungen führt über die Stufe des Hydrogencarbonats*, HCO3−, zur Freisetzung von Kohlendioxid, da die gebildete Kohlensäure nicht beständig ist und zerfällt:

CO32+H3O+HCO3+H2O
HCO3+H3O+H2CO3+H2O
H2CO3CO2+H2O

Das Couldn't accept input SIGN ["-"]CO_3^2--Ion ist ein symmetrisch gebautes, trigonal-planares, mesomeriestabilisiertes Ion (Bindungswinkel: 120 °), der Kohlenstoff verfügt über drei sp2-Hybridorbitale und ein nicht hybridisiertes p-Orbital. Die π-Bindung ist delokalisiert und erstreckt sich über alle vier Atome (siehe Delokalisierung).

Abb.1
Mesomere Grenzstrukturen des Carbonat-Ions

Siehe auch: Hydrogencarbonat

Fachgebiet - Organische Chemie

In der organischen Chemie werden die Ester der Kohlensäure mit der allgemeinen Formel R-O-C(=O)-O-R' (R, R' – Alkyl- bzw. Aryl-Reste) auch als Carbonate bezeichnet, so entspricht z.B. der Kohlensäurediethylester, O=C(OC2H5)2, dem Diethylcarbonat. Darüber hinaus sind auch cyclische organische Carbonate sowie Polycarbonate mit der Gruppierung (-O-R-O-CO-)n bekannt.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

KaliumLevel 120 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über das Alkalimetall Kalium einschließlich Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften, Reaktionsverhalten und Verwendung des Elements sowie ausgesuchter Verbindungen.

Nachweis von Carbonat und HydrogencarbonatLevel 120 min.

ChemieAnorganische ChemieQualitative Analyse

Die Lerneinheit beschreibt den qualitativen Nachweis von Carbonat bzw. Hydrogencarbonat über die Fällung als Bariumcarbonat. Es werden Informationen zur Versuchsdurchführung angeboten und die ablaufenden Reaktionen sowie relevante chemische Zusammenhänge werden erläutert. Anhand einer Fotoserie können die wichtigsten Versuchsschritte detailliert nachvollzogen werden.

NatriumcarbonatLevel 135 min.

ChemieAnorganische ChemieVerbindungsbibliothek

Diese Lerneinheit informiert über die Stoffeigenschaften von Natriumcarbonat sowie über seine Synthese und Reaktivität.Im Weiteren werden Informationen über Toxikologie und Arbeitsschutz angeboten.