[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki69\/2022\/02\/12\/carbonate-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki69\/2022\/02\/12\/carbonate-wikipedia\/","headline":"Carbonate \u2013 Wikipedia","name":"Carbonate \u2013 Wikipedia","description":"Struktur des Carbonat-Ions (oben blau markiert) mit 3 gleichwertigen Sauerstoff-Atomen. Unten: Struktur der Kohlens\u00e4ure-Ester. Die Carbonat-Gruppe ist blau markiert. 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Unten: Struktur der Kohlens\u00e4ure-Ester. Die Carbonat-Gruppe ist blau markiert. R1 und R2 sind Alkyl- oder Aryl-Reste. Bei einem Halbester ist R2=H.Carbonate (fachsprachlich) oder Karbonate sind die anorganischen Salze und organischen Ester der per definitionem anorganischen Kohlens\u00e4ure (H2CO3). Von der zweiprotonigen (zweibasigen) S\u00e4ure leiten sich zwei Reihen von Salzen ab, n\u00e4mlich die Hydrogencarbonate, die auch prim\u00e4re Carbonate genannt werden, mit der allgemeinen Formel MIHCO3 und die sekund\u00e4ren Carbonate, mit der allgemeinen Formel MI2CO3. Die sekund\u00e4ren Carbonate basieren auf dem zweifach negativ geladenen Carbonat-Ion CO32\u2212.  Die Ester der Kohlens\u00e4ure mit der allgemeinen Strukturformel R1\u2212O\u2212C(=O)\u2212O\u2212R2, wobei R1 und R2 kohlenstoffhaltige Alkyl- oder Aryl-Reste sind, werden auch Carbonate genannt und unter Kohlens\u00e4ureester beschrieben. Polymere Carbonate haben die allgemeine Strukturformel (O\u2212R\u2212O\u2212C(=O)\u2212)n und werden unter Polycarbonate behandelt.Von der in freier Form nicht existierenden Orthokohlens\u00e4ure (C(OH)4) leiten sich die Orthokohlens\u00e4ureester mit der Strukturformel C(OR)4 ab.  Das Carbonat-Anion ist vollkommen planar gebaut, mit 120\u00b0-Bindungswinkeln zwischen den einzelnen Sauerstoffatomen. Die Abst\u00e4nde aller drei O-Atome zum zentralen Kohlenstoffatom sind gleich und liegen mit etwa 130\u00a0pm zwischen der L\u00e4nge von C-O-Einfachbindungen (143\u00a0pm) und C=O-Doppelbindungen (123\u00a0pm).[1]Carbonate sind ionische Salze und deshalb bei Raumtemperatur in der Regel kristalline Feststoffe. Das Carbonat-Anion bringt keine Eigenfarbe in die Verbindungen ein, so dass deren Farbe ggf. durch das betreffende Kation bestimmt wird. Carbonate sind geruchlos.Mit Ausnahme der Alkali-Carbonate sind sie nur wenig wasserl\u00f6slich, so dass die meisten Metallionen in w\u00e4ssriger L\u00f6sung bei Reaktion mit Alkalicarbonaten ausgef\u00e4llt werden.Carbonate kommen \u00fcberall in der Natur vor, meist in Form verschiedener Minerale. In der Systematik der Minerale nach Strunz (9. Auflage) bilden sie zusammen mit den verwandten Nitraten eine gemeinsame Mineralklasse. In der veralteten 8. Auflage der Strunz’schen Systematik sowie in der im englischen Sprachraum gebr\u00e4uchlichen Systematik der Minerale nach Dana sind zus\u00e4tzlich noch die Borate mit in die Klasse aufgenommen.Wichtige bzw. bekannte Vertreter der Carbonate sind unter anderem das Bariumcarbonat Witherit; die Calciumcarbonate  Aragonit, Calcit und Vaterit; das Eisencarbonat Siderit (Eisenspat); die basischen Kupfercarbonate Azurit und Malachit; das Magnesiumcarbonat Magnesit; das Mangancarbonat Rhodochrosit (Manganspat); die Natriumcarbonate Gaylussit, Natrit, Pirssonit, Soda und Trona, das Zinkcarbonat Smithsonit (Zinkspat)[2] sowie Bastn\u00e4sit als Rohstoff zur Gewinnung der Metalle der Seltenen Erden. Weitere Vertreter der Carbonatfamilie sind Dolomit (Calciummagnesiumcarbonat) und die in der Natur nur als Stoffgemisch bekannte \u201ePottasche\u201c (Kaliumcarbonat). Die Gesamtmenge des in der Lithosph\u00e4re enthaltenen Kohlenstoffs betr\u00e4gt etwa 2,9\u00b71016\u00a0t.[1]  Weiterhin enth\u00e4lt auch die Hydrosph\u00e4re der Meere, Seen und Fl\u00fcsse gro\u00dfe Mengen gel\u00f6ster Carbonate und nahezu alle Lebewesen tragen sowohl gel\u00f6ste Carbonate in sich oder benutzen unl\u00f6sliche Carbonate als Ger\u00fcstsubstanz. Geologisch betrachtet treten Carbonate meist als Sedimentite (Kalkstein) seltener Metamorphite oder gar magmatische Gesteine (Karbonatit) auf.Reaktion zwischen Kohlens\u00e4ure und Calciumcarbonat:CaCO3+H2O+CO2\u27f6Ca(HCO3)2{displaystyle mathrm {CaCO_{3}+H_{2}O+CO_{2}longrightarrow Ca(HCO_{3})_{2}} }Calciumcarbonat reagiert mit Wasser und Kohlenstoffdioxid zu Calciumhydrogencarbonat.Diese Reaktion spielt sich bei der L\u00f6sung von Kalkstein in kohlens\u00e4urehaltigem Grundwasser ab. Sie ist der Ursprung der Wasserh\u00e4rte.MgCO3\u27f6Mg2++CO32\u2212{displaystyle mathrm {MgCO_{3}longrightarrow Mg^{2+}+CO_{3}^{2-}} }Magnesiumcarbonat dissoziiert zu einem Magnesiumion und einem Carbonation.CaCO3\u27f6CaO+CO2{displaystyle mathrm {CaCO_{3}longrightarrow CaO+CO_{2}} }Calciumcarbonat zerf\u00e4llt zu Calciumoxid und Kohlenstoffdioxid.Dies ist die Reaktion bei der Herstellung von Branntkalk.Siehe auch: Carbonat-Silicat-ZyklusBasische Reaktion[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Carbonationen reagieren mit Wasser zu Hydrogencarbonat- und Hydroxidionen. Es handelt sich dabei um eine S\u00e4ure-Base-Reaktion.CO32\u2212+H2O\u21ccHCO3\u2212+OH\u2212{displaystyle mathrm {CO_{3}^{2-}+H_{2}Orightleftharpoons HCO_{3}^{-}+OH^{-}} }Dieses Gleichgewicht liegt zwar auf der linken Seite, durch die erh\u00f6hte Konzentration an Hydroxidionen reagieren L\u00f6sungen von Carbonaten aber deutlich alkalisch.  Carbonatnachweis mit BarytwasserCarbonat-Ionen (CO32\u2212) lassen sich durch Zugabe von Salzs\u00e4ure nachweisen, bei der Kohlenstoffdioxid entsteht:CO32\u2212+2\u00a0HCl\u27f6CO2\u2191+2\u00a0Cl\u2212+H2O{displaystyle mathrm {CO_{3}^{2-}+2 HCllongrightarrow CO_{2}uparrow +2 Cl^{-}+H_{2}O} }Kohlenstoffdioxidgas wird in die Nachweisreagenz Kalk- oder Barytwasser geleitet. Dort erzeugt es eine wei\u00dfe Tr\u00fcbung von Calcium- bzw. Bariumcarbonat:Ba(OH)2\u00a0(aq)+CO2\u00a0(g)\u27f6BaCO3\u2193+H2O\u00a0(l){displaystyle mathrm {Ba(OH)_{2} (aq)+CO_{2} (g)longrightarrow BaCO_{3}downarrow +H_{2}O (l)} }Bariumhydroxid und Kohlenstoffdioxid reagieren zu Bariumcarbonat und WasserDer quantitative Nachweis geringer Carbonatkonzentrationen in W\u00e4ssern erfolgt zusammen mit der Bestimmung von Hydrogencarbonaten oft durch eine Titration mit Salzs\u00e4ure (\u201eSBV\u201c): weist das Messgut zu Beginn einen pH-Wert \u00fcber 8,3 auf, so ist der Salzs\u00e4ureverbrauch bis zum Erreichen von pH 8,3 \u00e4quivalent der Carbonatkonzentration. Der weitere S\u00e4ureverbrauch bis zum Erreichen von pH 4,3 entspricht der Summe von Carbonat und Hydrogencarbonat. Bei W\u00e4ssern mit pH-Werten unter 8,3 titriert man gleich nur bis 4,3 (nur noch Hydrogencarbonat) und errechnet den urspr\u00fcnglichen, dann sehr geringen Anteil an Carbonat-Ionen aus dem Dissoziationsgleichgewicht der Kohlens\u00e4ure.Carbonate und Hydrogencarbonate k\u00f6nnen auch durch Ionen-HPLC oder durch Kapillarelektrophorese bestimmt werden. In beiden F\u00e4llen wird ein \u201eGesamtcarbonat\u201c ermittelt und die Komponenten Carbonat, Hydrogencarbonat und \u201eFreie Kohlens\u00e4ure\u201c unter Ber\u00fccksichtigung von pH-Wert, Ionenst\u00e4rke und Temperatur wiederum aus dem Dissoziationsgleichgewicht der Kohlens\u00e4ure errechnet.\u2191 ab A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101.\u00a0Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9.\u2191 Carbonat. Spektrum.de, 4.\u00a0Dezember 2014, abgerufen am 14.\u00a0Oktober 2019.\u00a0"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki69\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki69\/2022\/02\/12\/carbonate-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Carbonate \u2013 Wikipedia"}}]}]