Asid dengan karbonat logam

Tindak balas antara asid dan karbonat logam mudah dikenali kerana ia berbuih dan gasnya mengeruhkan air kapur. Ia digunakan untuk menyediakan garam, menguji karbon dioksida dan mengenal pasti karbonat, jadi ia berbaloi mempunyai persamaan yang kukuh dalam 4541.

Persamaan seimbang

Persamaan perkataan umum ialah: karbonat logam + asid → garam + air + karbon dioksida. Dengan formula dan simbol keadaan yang betul, contoh lazim ialah:

CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

Na₂CO₃(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

CuCO₃(s) + H₂SO₄(aq) → CuSO₄(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

Bagi karbonat tidak larut yang bertindak balas dengan asid, persamaan ion mengekalkan pepejal dan menunjukkan asid membekalkan ion hidrogen:

CaCO₃(s) + 2H⁺(aq) → Ca²⁺(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

Bagi karbonat larut seperti natrium karbonat, ion karbonat bebas dalam larutan dan persamaan ionnya ialah CO₃²⁻(aq) + 2H⁺(aq) → H₂O(l) + CO₂(g). Mengimbangi karbon, hidrogen dan oksigen merentasi tiga hasil ialah tempat yang perlu berhati-hati.

Keadaan yang diperlukan

Tiada haba dan tiada mangkin diperlukan; tindak balas berlaku sebaik dicampurkan pada suhu bilik dengan asid cair. Mana-mana asid berfungsi, hidroklorik, sulfurik atau nitrik, kerana karbonat bukan logam dan tiada hidrogen dihasilkan. Apabila karbonat itu tidak larut, lebihannya ditambah kepada asid suam dan pepejal yang berbaki dituras keluar; ini cara piawai menyediakan garam larut.

Apa yang anda perhatikan

Anda nampak pembuakan yang rancak sambil karbonat bertindak balas, dan pepejal melarut jika ia larut dalam larutan garam yang terhasil. Gas yang dibebaskan ialah karbon dioksida. Ujian pengesahan ialah menyalurkan gas melalui air kapur (larutan kalsium hidroksida): air kapur bertukar keruh, kerana kalsium karbonat tidak larut terbentuk. Warna bergantung pada karbonat, kuprum(II) karbonat hijau memberi larutan garam kuprum(II) biru, manakala kalsium dan natrium karbonat memberi larutan tidak berwarna. Tindak balas ini eksotermik, jadi campuran menjadi sedikit panas.

Di mana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam 4541/1 ia diuji sebagai ujian air kapur untuk karbon dioksida dan sebagai cara membezakan karbonat daripada logam. Dalam 4541/2 ia menyokong soalan penyediaan garam (kaedah bes tidak larut atau pepejal berlebihan) dan penulisan persamaan, termasuk persamaan ion. Dalam kertas amali 4541/3, ketulan marmar (kalsium karbonat) yang bertindak balas dengan asid hidroklorik ialah eksperimen kadar tindak balas kegemaran, diukur melalui kehilangan jisim atau isipadu karbon dioksida yang dikumpul melawan masa.

Cara kami mengajarnya

Kami menumpukan tiga tabiat: mengimbangi ketiga-tiga hasil, mengingati ujian air kapur dengan sebabnya (kekeruhan daripada kalsium karbonat), dan memilih lebihan karbonat tidak larut apabila soalan meminta anda menyediakan garam. Kesilapan paling lazim ialah meninggalkan air atau menulis gas sebagai CO dan bukan CO₂. Mengaitkan pemerhatian dengan persamaan menjadikan soalan pengiraan dan pengecaman mudah, dan ia menyediakan anda untuk eksperimen kadar yang sering menyusul.

Ringkasan pantas

Untuk menjawab dengan yakin, ikut satu rutin: kenal pasti karbonat dan asid, namakan garam daripada anion asid dan kation logam, kemudian imbangkan air dan karbon dioksida. Bagi zink karbonat dengan asid sulfurik cair, ini memberi ZnCO₃(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂O(l) + CO₂(g). Ingat bahawa bukti utama ialah pembuakan serta air kapur menjadi keruh, dan bahawa gas yang sama dan ujian yang sama muncul sama ada karbonat itu kalsium, kuprum, zink atau natrium. Menguasai corak ini bermakna anda boleh mengendalikan penyediaan garam, persamaan ion dan soalan pengecaman gas daripada satu kefahaman yang sama.