碳酸
低沸點酸、可溶於水的二元弱酸
碳酸[tàn suān]（H₂CO₃)是一種二元弱酸，電離常數都很小。但也有認為其為中強酸，因為根據無機酸酸性強弱判斷式（OH)nROm可判斷其酸性與磷酸相似。在常溫、常壓下，二氧化碳飽和溶液的濃度約為0．033mol/L，pH為5.6，pKa=6.37。
化學式為H2CO3，電離常數都很小。在常溫、常壓下，二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033mol/L，pH為5.6，pKa1=6.37，pKa2=10.32。
H2CO3(pKa1=6.38,pKa2=10.33，p代表取負常用對數。)飽和碳酸溶液(純CO₂，壓力為1atm)的pH約為4，而在自然條件下CO₂含量是0.03%,溶解達到飽和時pH=5.6。這也是為什麼定義酸雨為pH小於5.6的雨水的原因。要使PH達到3.7，可以通過降溫，加壓（實際是提高CO₂濃度）來實現。
會使紫色石蕊試液變成梅紅色，碳酸顯酸性，酸可使紫色石蕊變色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸（H₂CO₃）——飽和CO₂溶液中只有1%的CO2與H2O化合成碳酸。在常溫時，CO2∶H2CO3為600∶1。碳酸的熱穩定性很差。碳酸加熱時全部分解並放出二氧化碳。碳酸在鹼的作用下，能生成酸式碳酸鹽M(HCO3)2和碳酸鹽MCO3〔M代表二價金屬）。暫時硬水加熱軟化就是因為生成了碳酸鹽沉澱。所有的酸式碳酸鹽受熱均分解為CO2和相應的正鹽。碳酸是二氧化碳氣體溶於水而生成的酸。它的酸性很弱，且極為不穩定，溫度稍高一些，便會分解成二氧化碳和水。碳酸和我們的日常生活有著密切的關係。我們喝的汽水就是一種碳酸飲料。
在製造汽水時，要在加壓情況下把二氧化碳氣體溶解在水裡，再往汽水裡加糖、檸檬酸以及果汁或香精，在加壓下灌入汽水瓶中。當我們喝汽水時，汽水從瓶子里倒出來，外界壓強（指空氣壓強和人體內的壓強）突然降低，二氧化碳在水中的溶解度隨著壓強降低而變小。於是，喝入體內汽水中的二氧化碳便成為氣體從水中逸出，並從口腔中排出，這個過程會把人體內的熱量帶走，這就是喝汽水感到涼爽的原因。
已製備出純碳酸（碳酸晶體），但條件非常苛刻，要保存在絕對無水的條件下，不然純碳酸會劇烈分解。
物理性質
碳酸酸性極低，其飽和水溶液pH約為5.6，其水溶液顯酸性故可以使指示劑變色（可以使石蕊溶液變紅色）。
化學性質
結構簡式：HO—CO—OH在CO₂溶於水時形成。
純的碳酸以C(OH)4存在是個不穩定的晶體，遇水劇烈分解。
碳酸是一種二元酸，其電離分為兩步：
H₂CO₃⇌HCO₃+H；Ka1=4.2×10mol/L；pKa1=6.38(25°C)
HCO3⇌CO3+H；Ka2=5.61×10mol/L；pKa2=10.25(25°C)
需要注意的是，以上所述值並不適用於實際估算碳酸的酸性，因為單個碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強。實際上，碳酸分子只出現在二氧化碳和水的動態平衡中，其濃度比二氧化碳低得多，故酸度實際上較低。
化學反應
生成和分解
CO2溶於水生成碳酸，方程式為：CO2+H2O⇌H2CO3
碳酸不穩定、易分解，分解生成CO2和H2O，方程式為：H2CO3⇌H2O+CO2↑
兩種情況同時存在，達到動態平衡，方程式用“⇌”表示
在實驗室里，二氧化碳常用稀鹽酸與大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸鈣）反應來製取。反應的化學方程式可以表示如下：
三維模型
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3（兩種化合物互相交換成分）
碳酸不穩定容易分解成二氧化碳和水H₂CO3⇌H2O+CO2↑
總的方程式是：
CaCO₃+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（反應有氣體和水生成）
酸性
碳酸是二元弱酸，會分步電離，有微腐蝕性。
H2CO3⇌HCO3+H
HCO3⇌CO3+H
碳酸顯酸性，會使紫色石蕊試液變成紅色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸（H2CO3）——飽和CO2溶液中只有1%的CO2與H2O化合成碳酸。在常溫時，CO2：H2CO3為600：1。碳酸的熱穩定性很差。碳酸加熱時全部分解並放出二氧化碳。碳酸在鹼的作用下，能生成酸式碳酸鹽M(HCO3)2和碳酸鹽MCO3（M代表二價金屬）。許多金屬的酸式碳酸鹽的溶解度稍大於正鹽，其溶解度和Pco2（二氧化碳分壓）有關。Pco2大，碳酸鹽溶解於水；Pco2小（或升溫），析出碳酸鹽，自然界的鐘乳石就是這樣形成的。硬水加熱軟化就是因為生成了碳酸鹽沉澱。所有的酸式碳酸鹽受熱均分解為CO2和相應的正鹽。
已製備出純碳酸（碳酸晶體），但條件非常苛刻，要保存在絕對無水的條件下，不然純碳酸會劇烈分解。
碳酸是二元弱酸，會分步電離，有微腐蝕性。
H2CO3⇌HCO3+H
HCO3⇌CO3+H
大量喝可樂時，可樂里的磷元素會引起人體內鈣、磷代謝失調，影響體內鈣的吸收。
有時，碳酸也會給日常生活帶來麻煩。地面上的二氧化碳氣體溶於水，生成碳酸。當地面水滲入地下時，碳酸也被帶到地下，並與地下石灰岩里不溶於水的碳酸鈣發生化學反應，生成可溶於水的碳酸氫鈣。含有碳酸氫鈣的水稱為“硬水”，因此地下水都屬於“硬水”。江河裡的水不含碳酸氫鈣，不是“硬水”(硬水是指有較多鈣離子和鎂離子等金屬陽離子，它們的碳酸鹽是不可溶解於水的）。
有些地方所用的自來水的水源是地下水，在煮開水時，水中的碳酸氫鈣受熱分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。碳酸鈣是不溶解在水中的沉澱物，它沉積在水壺和鍋爐的壁上，天長日久便成為一層白色的很堅硬的物質，稱為鍋垢（俗稱水鹼）。這層碳酸鈣的導熱性很差，因此燒水時會浪費燃料。如果鍋爐和管道中的鍋垢太厚，還有發生爆炸的危險。所以，工業生產中總是把“硬水”先用化學方法除去或減少碳酸鈣，使它軟化以後再用。
碳酸
碳酸是有機物還是無機物是科學界爭執了很長時間的話題。由於同一個碳原子上連接了兩個羥基，碳酸不穩定，更多顯現無機物的性質，定義碳酸為無機二元弱酸，但碳酸又因含有羧基(-COOH)而能反映一些羧酸的性質。如能和醇發生酯化反應，
如：HO-COOH+H-O-C2H5→HO-COOC2H5+H2O
HO-COOC2H5+H-O-C2H5→C2H5OCOOC2H5+H2O
因為碳酸的兩個羥基都結在羰基上，故相當於二元羧酸。可以和二元醇發生酯化反應生成環酯和聚酯。
這些都是有機酸的性質。
科學家仍然對碳酸是否是有機酸爭執。有科學家認為如能製得碳酸的濃溶液，那麼這種碳酸具有一切二元羧酸的性質。
基本信息
- 中文名
- 碳酸
- 外文名
- carbonic acid
- 別名
- 甲二酸
- 化學式
- H2CO3
- 相對分子質量
- 62.03
- 熔點
- 低沸點酸
- 密度
- 1.668g/cm3
- 水溶性
- 可溶於水
- 外觀
- 是一種粉末狀固體溶液為無色液體
- 安全術語
- 安全
- 酸性
- 弱酸性
- 應用
- 產生二氧化碳
- CAS號
- 463-79-6