Модель карбонат-иона

Карбона́ты — соли и эфиры угольной кислоты (H2CO3). Неорганические карбонаты подразделяются на средние, или просто карбонаты, содержащие анион СО32−, и кислые (гидрокарбонаты или бикарбонаты), содержащие анион НСО3[1].

Свойства

Почти все карбонаты — бесцветные вещества[2]. За исключением карбонатов щелочных металлов, они неустойчивы к нагреванию — разлагаются ещё до плавления. Карбонаты двухвалентных ртути и меди, а также многих трёхвалентных металлов не существуют при нормальных условиях[3].

Растворимость

Из средних карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов, аммония и одновалентного таллия. Хуже всего растворимы карбонаты кальция, бария, стронция и свинца. Все гидрокарбонаты, наоборот, хорошо растворимы в воде[1].

Как правило, карбонаты не образуют кристаллогидратов (исключение — карбонаты натрия и некоторых редких элементов)[3].

Поскольку угольная кислота относится к слабым кислотам, растворы её солей вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию, более сильную у карбонатов и более слабую у гидрокарбонатов.

Химические свойства

При нагревании гидрокарбонаты переходят в карбонаты:

При сильном нагревании (чем активнее металл, тем выше требуемая температура[1]) все карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ:

Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (включая такие слабые, как уксусная) с выделением углекислого газа, эти реакции являются качественными реакциями на наличие карбонатов[4]:

Под действием растворённого в воде углекислого газа нерастворимые карбонаты переходят в раствор, превращаясь в гидрокарбонаты (эти процессы протекают в природе и вызывают жёсткость воды)[1]:

Получение

Некоторые малорастворимые в воде карбонаты могут быть получены при помощи реакций ионного обмена:

Это возможно только для тех металлов, карбонаты которых растворяются в воде хуже, чем гидроксиды, а именно кальция, стронция, лантаноидов, одновалентного серебра, двухвалентных свинца, марганца и кадмия. Ионы других металлов дают основные соли или гидроксиды[1].