Гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2: свойства, получение, применение

Гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2 — кислая соль угольной кислоты, существующая только в растворе, молярная масса 162 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Ca(HCO3)2
Класс
соль (кислая, существует в растворе)
Молярная масса
162 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 162,12 г/моль
Другие названия
бикарбонат кальция; кислый углекислый кальций (устаревшее)
Состояние
существует только в водном растворе, в твёрдом виде не получается
Степени окисления
Ca +2, H +1, C +4, O −2
Связи
ионная между Ca2+ и HCO3−, внутри аниона ковалентная полярная
Выделение в твёрдом виде
невозможно: при выпаривании соль распадается

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое гидрокарбонат кальция?

Гидрокарбонат кальция получается, когда углекислый газ растворяется в воде над известняком. Он существует только в водном растворе и не выделяется как твёрдое вещество: при нагревании и выпаривании распадается на карбонат кальция, воду и углекислый газ.

Именно эта соль создаёт временную жёсткость воды. Кипячение разрушает её, и на стенках чайника остаётся накипь из карбоната кальция. В природе та же реакция в обе стороны формирует пещеры и сталактиты, поэтому в заданиях её связывают с известняком.

Какие физические свойства у гидрокарбоната кальция?

Физические свойства: гидрокарбонат кальция Ca(HCO3)2
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниесуществует только в водном растворе, в твёрдом виде не получается
Цвет и запахбесцветный раствор без запаха
Растворимость в водехорошо растворим, в отличие от карбоната кальция
Устойчивостьпри нагревании или кипячении разлагается
Среда раствораслабощелочная из-за гидролиза гидрокарбонат-иона

Какие химические свойства у гидрокарбоната кальция?

Свойства гидрокарбоната кальция определяют два факта: это кислая соль слабой угольной кислоты и вещество, неустойчивое при нагревании. Поэтому он реагирует с кислотами и щёлочью, а также разлагается при нагревании.

  1. Разложение при кипячении: накипьCa(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2↑Условия: нагревание
  2. С соляной кислотойCa(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O + 2CO2↑
  3. С гашёной известью: умягчение водыCa(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
  4. С избытком щёлочиCa(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
  5. С содой: ещё один способ умягчить водуCa(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaHCO3

Известь и сода применяют для умягчения воды: ионы кальция уходят в осадок карбоната. Кипячение подходит только для временной жёсткости, то есть для гидрокарбонатов.

Как получают гидрокарбоната кальция?

Углекислый газ и карбонат

Карбонат кальция растворяется в воде, насыщенной углекислым газом. Реакция обратима: при нагревании или потере газа равновесие смещается влево.

  • CaCO3 + CO2 + H2O ⇄ Ca(HCO3)2

Известковая вода и избыток газа

Если пропускать углекислый газ через известковую воду, она сначала мутнеет от осадка карбоната, а затем осадок растворяется в избытке газа.

  • Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2

Как распознать гидрокарбонат кальция? Качественная реакция

Присутствие гидрокарбоната кальция в воде выдаёт кипячение: появляется белая муть, а затем накипь, и выделяются пузырьки газа. С кислотой раствор тоже даёт газ, а добавление щёлочи сразу осаждает карбонат.

  • Ca2+ + 2HCO3− → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Где применяют гидрокарбоната кальция?

  • вызывает временную жёсткость природной воды, которую устраняют кипячением;
  • в природе формирует карстовые пещеры, сталактиты и сталагмиты;
  • определяет минеральный состав многих природных вод;
  • в промышленности — при умягчении воды для котлов.

Меры предосторожности. Сам гидрокарбонат кальция безопасен и содержится в питьевой воде, но накипь снижает эффективность нагревателей, поэтому воду для котлов умягчают.

Чему равна молярная масса гидрокарбоната кальция?

M(Ca(HCO3)2) = 40 + 2·1 + 2·12 + 6·16 = 162 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 162,12 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где гидрокарбонат кальция встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса гидрокарбоната кальция?

M(Ca(HCO3)2) = 40 + 2·(1 + 12 + 3·16) = 162 г/моль.

Почему гидрокарбонат кальция не выделяют в виде твёрдого вещества?

При удалении воды он разлагается на карбонат кальция, воду и углекислый газ. Поэтому соль известна только в растворе.

Что такое временная жёсткость воды?

Это присутствие в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Её называют временной, потому что при кипячении гидрокарбонаты разлагаются и осадок выпадает.

Как карбонат кальция превращается в гидрокарбонат и обратно?

Растворённый углекислый газ превращает нерастворимый карбонат в растворимый гидрокарбонат. Когда газ уходит или вода нагревается, реакция идёт в обратную сторону и выпадает осадок.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: кальций Ca, водород H, углерод C, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники