I. AXIT CACBONIC $(H_{2}CO_{3})$

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

- Trong nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: $1.000\,cm^{3}$ nước hòa tan được $90\,cm^{3}$ khí $CO_{2}.$

- Một phần khí $CO_{2}$ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic, phần lớn vẫn tồn tại ở dạng phân tử $CO_{2}$ trong khí quyển.

2. Tính chất hóa học

- $H_{2}CO_{3}$ là một axit yếu: dung dịch $H_{2}CO_{3}$ chỉ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt.

- $H_{2}CO_{3}$ là một axit không bền: $H_{2}CO_{3}$ tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành $CO_{2}$ và $H_{2}O.$

II. MUỐI CACBONAT

1. Phân loại

- Muối cacbonat trung hòa (được gọi là muối cacbonat): Không còn nguyên tố $H$ trong thành phần gốc axit.

Thí dụ: $Na_{2}CO_{3},$ $CaCO_{3},$ $MgCO_{3},...$

- Muối cacbonat axit (được gọi là muối hiđrocacbonat): Có nguyên tố $H$ trong thành phần gốc axit.

Thí dụ: $NaHCO_{3},$ $Ca(HCO_{3})_{2},$ $KHCO_{3},...$

2. Tính chất

a) Tính tan

- Đa số muối cacbonat không tan trong nước, trừ một số muối cacbonat của kim loại kiềm như $Na_{2}CO_{3},$ $K_{2}CO_{3}...$

- Hầu hết muối hiđrocacbonat tan trong nước, như $Ca(HCO_{3})_{2},$ $Mg(HCO_{3})_{2}...$

b) Tính chất hóa học

$\bullet \,\,$ Tác dụng với axit:

$NaHCO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,HCl\,\,{}_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,NaCl\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,{}_{(l)}\,\, + \,\,CO_{2}\,\,{}_{(k)}$

$Na_{2}CO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,2\,HCl\,\,{}_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,2\,NaCl\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,{}_{(l)}\,\, + \,\,CO_{2}\,\,{}_{(k)}$

$\Longrightarrow $ Muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit mạnh hơn axit cacbonic tạo thành muối mới và giải phóng khí $CO_{2}.$

$\bullet \,\,$ Tác dụng với dung dịch bazơ:

- Một số dung dịch muối cacbonat phản ứng với dung dịch bazơ tạo thành muối cacbonat mới không tan và bazơ mới.

$K_{2}CO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,Ca(OH)_{2}\,\,{}_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,\underbrace {\mathop {CaCO_{3}}\limits_{}^{}\,(r)}_{\mathop {(trắng)}\limits_{}^{}}\,\, + \,\,2\,KOH\,\,{}_{(dd)}$

- Muối hiđrocacbonat tác dụng với kiềm tạo thành muối trung hòa và nước.

$NaHCO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,NaOH\,\,{}_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,Na_{2}CO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,{}_{(l)}$

$\bullet \,\,$ Tác dụng với dung dịch muối:

$Na_{2}CO_{3}\,\,{}_{(dd)}\,\, + \,\,CaCl_{2}\,\,{}_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,\underbrace {\mathop {CaCO_{3}}\limits_{}^{}\,(r)}_{\mathop {(trắng)}\limits_{}^{}}\,\, + \,\,2\,NaCl\,\,{}_{(dd)}$

$\Longrightarrow $ Dung dịch muối cacbonat tác dụng với một số dung dịch muối khác tạo thành hai muối mới.

$\bullet \,\,$ Muối cacbonat bị nhiệt phân hủy:

- Nhiều muối cacbonat (trừ muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm như $Na_{2}CO_{3},$ $K_{2}CO_{3},...$) dễ bị nhiệt phân hủy, giải phóng khí cacbonic $CO_{2}.$

- Phương trình hóa học:

$CaCO_{3}\,\,{}_{(r)}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,CaO\,\,{}_{(r)}\,\, + \,\,CO_{2}\,\,{}_{(k)}$

$2\,NaHCO_{3}\,\,{}_{(r)}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,Na_{2}CO_{3}\,\,{}_{(r)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,{}_{(h)}\,\, + \,\,CO_{2}\,\,{}_{(k)}$

3. Ứng dụng

- $CaCO_{3}$ là thành phần chính của đá vôi, đá phấn, được dùng làm nguyên liệu sản xuất vôi, xi măng,...

- $Na_{2}CO_{3}$ được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,...

- $NaHCO_{3}$ được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...

III. CHU TRÌNH CACBON TRONG TỰ NHIÊN

- Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.