СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Углерод – элемент главной подгруппы четвертой группы периодической системы. В качестве лекарственных средств, содержащих углерод, применяются соли угольной кислоты и щелочных металлов.

Угольная кислота образует два типа солей:

- карбонаты – средние соли;

- гидрокарбонаты – кислые соли.

В качестве лекарственных средств применяются:

Получение

Натрия гидрокарбонат. Концентрированный раствор натрия хлорида насыщают аммиаком при охлаждении и пропускают через этот раствор диоксид углерода (под давлением):

NaCl + NH₃ + CO₂ +H₂O → NH₄Cl + NaHCO₃

Образующийся натрия гидрокарбонат растворяется в воде хуже, чем аммония хлорид, поэтому осаждается, и его отфильтровывают.

Для очистки натрия гидрокарбонат прокаливают, при этом образуется натрия карбонат и удаляется примесь аммония хлорида:

t ^o

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

t ^o

NH₄Cl  NH₃ + HCl

Раствор очищенного натрия карбоната насыщают диоксидом углерода (под давлением) и получают натрия гидрокарбонат:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃

Лития карбонат.

1. Получают из водорастворимых солей лития при действии натрия карбоната:

2LiCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + Li₂CO₃

2. Пропусканием диоксида углерода через раствор лития гидроксида:

2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O

Описание и растворимость

Натрия гидрокарбонат – белый кристаллический порошок без запаха, растворим в воде, практически нерастворим в спирте.

Лития карбонат – белый легкий порошок, умеренно растворим в воде (в 83 частях), нерастворим в спирте. Насыщенный водный раствор лития карбоната при нагревании мутнеет.

В водных растворах карбонаты и гидрокарбонаты подвергаются гидролизу:

NaHCO₃ + Н₂О ↔ NaОH + Н₂СО₃

Реакция среды раствора слабощелочная.

Li₂CO₃ + H₂O ↔ LiOH + LiHCO₃

Реакция среды раствора сильнощелочная.

Подлинность

1. Общая реакция на карбонат- и гидрокарбонат-ионы – реакция разложения при действии минеральных кислот. Из солей вытесняется угольная кислота, которая разлагается с выделением диоксида углерода:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

Li₂CO₃ + 2HCl → 2LiCl + CO₂ + H₂O

Эффект реакции – выделение пузырьков газа.

2. Реакции отличия карбонат- и гидрокарбонат-ионов:

2.1. Реакция осаждения с насыщенным раствором магния сульфата. Образуется белый осадок основного карбоната магния.

Карбонаты дают эту реакцию при обычной температуре.

4Li₂CO₃ + 4MgSO₄ + 4H₂O → 3MgCO₃•Mg(OH)₂•3H₂O + 4Li₂SO₄ + CO₂

Гидрокарбонаты образуют осадок только при нагревании (после того, как переходят в карбонаты). К водному раствору NaHCO₃ прибавляют насыщенный раствор магния сульфата; раствор остается прозрачным, т.к магния гидрокарбонат растворим в воде:

2NaHCO₃ + MgSO₄ → Mg(HCO₃)₂ + Na₂SO₄

(Растворим в воде)

При кипячении раствора образуется белый осадок:

t ⁰

4Mg(HCO₃)₂ → 3MgCO₃•Mg(OH)₂•3H₂O + 5CO₂

2.2. Проба с фенолфталеином. Интервал рН изменения окраски фенолфталеина 8,2-10,0.

Растворы гидрокарбонатов при добавлении фенолфталеина окрашиваются в бледно-розовый цвет или остаются бесцветными (так как имеют слабощелочную реакцию среды).

Растворы карбонатов при добавлении фенолфталеина окрашиваются в красный цвет (сильнощелочная реакция среды).

3. Специфические реакции.

3.1. Натрия гидрокарбонат – реакции на ион натрия – см. с. 24.

3.2. Лития карбонат – реакции на ион лития:

3.2.1. Соли лития окрашивают бесцветное пламя в карминово-красный цвет.

3.2.2. Реакция осаждения натрия гидрофосфатом (в присутствии раствора аммиака):

3LiCl + Na₂HPO₄ + NH₄OH → Li₃PO₄ + 2NaCl + NH₄Cl + H₂O

Образутся белый желеобразный осадок лития фосфата.

3.2.3. Реакция осаждения натрия фторидом:

LiCl + NaF → LiF + NaCl

Образуется белый осадок лития фторида.

Чистота

В ЛВ определяют предельное содержание общих примесей: хлоридов, сульфатов, железа, кальция, тяжелых металлов.

В натрия гидрокарбонате определяют:

1. Примесь солей аммония реакцией с раствором натрия гидроксида. При нагревании не должен выделяться аммиак.

2. Потерю в массе при прокаливании (должна быть не менее 36,6%).

t ^о

2NaHCO₃  Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Теоретически при прокаливании теряется 36,9% от массы NaHCO₃.