炭酸塩

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炭酸イオンの球棒モデル

炭酸塩(たんさんえん、: carbonate)は、炭酸イオンcarbonate、CO32−)を含む化合物の総称である。英語の carbonate は炭酸塩と炭酸イオンの他、炭酸エステル、炭酸塩化、炭化、飲料などに炭酸を加える操作のことも指す。無機炭素化合物の一種で、炭酸塩の中には、生物にとって重要な物質である炭酸カルシウムや、産業にとって重要な炭酸ナトリウムなどがある。炭酸塩はアルカリ金属以外はに溶けないものが多い。一般に加熱により二酸化炭素を発生して金属酸化物を生じる。


\rm CaCO_3 \quad \overset{900^\circ C}{\longrightarrow} \quad CaO + CO_2

用途[編集]

炭酸イオンを含むに希釈した鉱酸(例:塩酸)を加えると気体の二酸化炭素が発生するため、炭酸イオンの検出に使われている。

炭酸イオンを含む塩は、産業や鉱物学的に重要な化合物群である。最も有名なのは石灰岩の主成分である方解石(カルサイト)である。加熱することによって炭酸塩から二酸化炭素を除去する過程を焼成と呼ぶ。

炭酸イオン[編集]

炭酸イオン(たんさんいおん、: carbonate)は、イオン式が CO32−分子量が 60.01 g/mol で形式電荷が-2の多原子アニオンである。1個の炭素原子を中心に3個の酸素原子が等価に結合した平面三角形構造をとる。C−O結合距離は方解石中で 128.3 pm である。炭酸イオンは、炭酸 (H2CO3) の共役塩基である炭酸水素イオン (HCO3-) の共役酸になる。

炭酸イオンの正確な分子構造はルイス構造で表現することは不可能である。

Carbonate-ion-localised-2D.png

炭酸イオンは共鳴構造を持つためである。

Carbonate-ion-resonance-2D.png

実際には、炭酸イオンの電荷は非局在化によって3個の酸素原子に等しく2/3ずつ分布した構造をしている。

Carbonate-ion-delocalised-partial-charges-2D.pngCarbonate-3D-vdW.png

酸 - 塩基化学[編集]

炭酸イオン CO32− は中程度に強い塩基である。炭酸イオンは弱酸である炭酸水素イオンの共役塩基であり、炭酸水素イオンは弱酸である炭酸イオンの中程度に強い共役塩基である。

主な炭酸塩[編集]

炭酸塩鉱物[編集]

鉱物学において、炭酸塩からなる鉱物炭酸塩鉱物(たんさんえんこうぶつ、: carbonate mineral[1])という。熱水からの析出および鉱石風化などにより生成し、以下のようなものがある。

脚注[編集]

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  1. ^ 文部省編 『学術用語集 地学編』 日本学術振興会1984年、153頁。ISBN 4-8181-8401-2

参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]