Номер 2, страница 184 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

2. Какая реакция является качественной на карбонат-ионы?

Качественной реакцией на карбонат-ион ($CO_3^{2-}$) является его взаимодействие с сильными кислотами (например, соляной $HCl$, серной $H_2SO_4$ или азотной $HNO_3$).

При добавлении кислоты к раствору или твердому веществу, содержащему карбонат-ионы, происходит бурная реакция с выделением бесцветного газа без запаха — углекислого газа ($CO_2$). Этот процесс визуально наблюдается как «вскипание» или шипение.

Уравнение реакции в молекулярном виде на примере взаимодействия карбоната натрия и соляной кислоты:

$Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее суть реакции, выглядит следующим образом:

$CO_3^{2-} + 2H^+ \rightarrow H_2O + CO_2 \uparrow$

Для достоверного подтверждения, что выделившийся газ является именно углекислым газом, его пропускают через известковую воду (насыщенный раствор гидроксида кальция $Ca(OH)_2$). При этом наблюдается помутнение раствора из-за образования белого осадка нерастворимого карбоната кальция ($CaCO_3$):

$CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

Другим, менее специфичным, методом обнаружения карбонат-ионов является реакция осаждения с растворимыми солями кальция ($Ca^{2+}$), бария ($Ba^{2+}$) или серебра ($Ag^+$). В результате образуются белые осадки соответствующих карбонатов. Например:

$CO_3^{2-} + Ba^{2+} \rightarrow BaCO_3 \downarrow$

Для подтверждения, что полученный осадок является именно карбонатом, к нему добавляют сильную кислоту. Карбонатный осадок должен раствориться с выделением углекислого газа.

Ответ: Качественной реакцией на карбонат-ион является взаимодействие с сильной кислотой, которое сопровождается выделением углекислого газа ($CO_2$) в виде пузырьков ("вскипание"). Выделившийся газ вызывает помутнение известковой воды (раствора $Ca(OH)_2$), что служит подтверждением его идентичности.