कार्बोनेटे

कार्बोनेटे : रासायनिक संयुगांचा एक वर्ग. यामध्ये CO₃ हे द्विसंयुजी मूलक (अणूंची परस्परांशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणाऱ्या अंकास संयुजा म्हणतात अशा दोन संयुजा असलेला, विक्रियांमध्ये तसाच राहणारा पण स्वतंत्र अस्तित्व नसलेला अणुगट) धातूचे अणू किंवा कार्बनी मूलके यांना जोडलेले असते. H₂CO₃ या अम्लाची (कार्‌बॉनिक अम्लाची) ही लवणे किंवा एस्टरे होत.

निसर्गात अनेक धातूंची कार्बोनेटे सापडतात. त्यांपैकी कित्येकांचा व्यवहारात उपयोग केला जातो. संगमरवर आणि चुनखडी हे खडक तसेच मोती, पोवळी, शंख, शिंपा यांसारखे जैव पदार्थ मुख्यत: किंवा सर्वस्वी कॅल्शियम कार्बोनेटाचे असतात. हाडे, अंड्यांची कवचे इ. जैव पदार्थांत कमीअधिक प्रमाणात कॅल्शियम कार्बोनेट असते.

कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू पाण्यात अल्प प्रमाणात विरघळतो व H₂CO₃ हे अम्ल तयार होते (H₂O + CO₂ → H₂CO₃). हे अत्यंत दुर्बल अम्ल असून फक्त विरल विद्रावाच्या रूपात राहू शकते. ह्याच्यापासून लवणांच्या दोन श्रेणी तयार होतात. (१) सामान्य कार्बोनेटे M₂CO₃ व (२) अम्ल कार्बोनेटे किंवा बायकार्बोनेटे MHCO₃ (M = एक संयुजी धातूचा अणू).

गुणधर्म : सोडियम व पोटॅशियम यांखेरीज बाकीच्या धातूंची कार्बोनेटे पाण्यात अविद्राव्य (न विरघळणारी) आहेत. ती तयार करण्याकरिता त्या त्या धातूच्या विद्राव्य लवणाचा विद्राव घेऊन त्यामध्ये सोडियम (वा पोटॅशियम) कार्बोनेटाचा विद्राव मिसळतात. त्यामुळे त्या त्या धातूच्या कार्बोनेटे अवक्षेपित होतात (अविद्राव्य घन पदार्थांच्या स्वरूपात साचतात). उदा.,

MnSO₄            +        Na₂CO₃              =              MnCO₃            +        Na₂SO₄

मॅंगेनीज सल्फेट     सोडियम कार्बोनेट                   मॅंगेनीज कार्बोनेट      सोडियम सल्फेट

क्षारीय हायड्रॉक्साइडांच्या ‌(लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम इ. क्षारीय म्हणजे अल्कली धातूंच्या हायड्रॉक्साइडांच्या) जलीय विद्रावात कार्बन डाय-ऑक्साइड तृप्ती करण्याइतक्याच (विरघळण्याच्या कमाल मर्यादेइतक्याच) प्रमाणात घातल्यास क्षारीय धातूंची बायकार्बोनेटे तयार होतात. ती तापविली असता अपघटन पावून (घटक द्रव्ये अलग होऊन) कार्बोनेटे बनतात.

MOH     +     CO2      →       MHCO₃

                                                   धातूचे बायकार्बोनेट

2MHCO₃     →     M₂CO₃      +      H₂O    +     CO₂

                              धातूचे कार्बोनेट

                              (येथे M म्हणजे क्षारीय धातू होय).

बहुसंख्य धातूंची कार्बोनेटे पांढरी व घन आहेत, पण तांब्याचे कार्बोनेट निळे किंवा हिरवे आणि निकेलाचे हिरवे असते. ॲल्युमिनियम व क्रोमियम या धातूंची कार्बोनेटे बनत नाहीत. यांशिवाय बहुतेक इतर धातूंची कार्बोनेटे होऊ शकतात. क्षारीय धातू आणि थॅलियम यांच्या कार्बोनेटांखेरीज इतर धातूंची कार्बोनेटे पाण्यात अत्यल्प प्रमाणात विरघळतात. तसेच प्रखर तापमानात त्यांच्यापैकी बहुतेक अपघटित होऊन धातूचे ऑक्साइड शिल्लक राहते.

M₂CO₃    →     M₂O          +          CO₂ (M = धातू)

                        धातूचे ऑक्साइड

ज्यांचा अणुभार मोठा आहे अशा धातूंची (उदा., चांदी) कार्बोनेटे तापविली तर केवळ धातू शिल्लक राहते. क्षारीय कार्बोनेटे मात्र लाल होईपर्यंत तापविली तरी अपघटित होत नाहीत.

खनिज अम्लांच्या विक्रियांनी कार्बोनेटांचे अपघटन होऊन त्या त्या अम्लाची लवणे तयार होतात.

CaCO₃    +     H₂SO₄     →       CaSO₄      +            H₂O          +          CO₂

कॅल्शियम      सल्फ्यूरिक             कॅल्शियम

कार्बोनेट         अम्ल                     सल्फेट

MgCO₃       +       2HCl             →        MgCl₂        +         H₂O          +          CO₂

मॅग्नेशियम        हायड्रोक्लोरिक             मॅग्नेशियम

कार्बोनेट                 अम्ल                       क्लोराइड

ज्या पाण्यात कार्बन डाय-ऑक्साइड विरघळलेला आहे अशा पाण्यात कार्बोनेटाचे बायकार्बोनेट बनते. हे बायकार्बोनेट पाण्यात विद्राव्य असते. उदा., कॅल्शियम व मॅग्नेशियम यांची कार्बोनेटे.

CaCO₃                      +       H₂O          +         CO₂           →          Ca(HCO₃) ₂

कॅल्शियम कार्बोनेट                                                                          कॅल्शियम बायकार्बोनेट

(अविद्राव्य)                                                                                                 (विद्राव्य)

अशा पाण्यात साबणाचा फेस होत नाही म्हणून त्याला अफेनद (फेस न देणारे) पाणी म्हणतात.

उपयोग : धातवीय कार्बोनेटांचा उपयोग अनेक उद्योगधंद्यांत होतो. उदा., चुनखडी (CaCO₃) लोहशुद्धीकरणात व पोलादनिर्मितीत, त्याचप्रमाणे सोडियम कार्बोनेट आणि सोडियम बायकार्बोनेट बनविण्याच्या प्रक्रियांत लागणारा कार्बन डाय-ऑक्साइड मिळविण्यासाठी उपयोगी पडते. अग्निरोधक विटा बनविण्याच्या धंद्यात मॅग्नेसाइट (MgCO₃) व डोलोमाइट [(Ca, Mg)(CO₃)₂] वापरतात. सोडा (सोडियम कार्बोनेट, Na₂CO₃) हे कापड, काच, साबण, कागद इ. अनेक उपयुक्त पदार्थांच्या निर्मितीस आवश्यक असलेले औद्योगिक रसायन आहे.

परकार्बोनेटे : H₂CO₄ आणि H₂C₂O₆ या स्वतंत्र स्थितीत ज्ञात नसलेल्या अम्लांपासून बनलेल्या लवणांना परकार्बोनेटे ही संज्ञा देतात. बेरियम पेरॉक्साइड ज्यामध्ये संधारित (लोंबकळत्या स्थितीत) आहे, अशा पाण्यातून कार्बन डाय-ऑक्साइड अतिरिक्त (जादा) प्रमाणात जाऊ दिल्यास बेरियम (मोनो) परकार्बोनेटाचा (BaCO₄) अवक्षेप मिळतो. पोटॅशियम पेरॉक्साइडावर कार्बन डाय-ऑक्साइडाची विक्रिया केल्यास K₂C₂O₆ हे पोटॅशियम (डाय) परकार्बोनेट मिळते. जलीय विद्रावात परकार्बोनेटांचे अपघटन होऊन हायड्रोजन पेरॉक्साइड व अनुरूप कार्बोनेटे तयार होतात.

परकार्बोनेटांचा उपयोग विरंजके (रंग घालवणारे पदार्थ) म्हणून होतो. पोटॅशियम परकार्बोनेट छायाचित्रणात अतिरिक्त हायपो (सोडियम थायोसल्फेट) काढून टाकण्यासाठी वापरतात.

कार्बनी कार्बोनेटे : कार्‌बॉनिक अम्ल H₂CO₃ व स्वतंत्र स्थितीत ज्ञात नसलेले ऑर्थोकार्‌बॉनिक अम्ल C(OH)₄ यांची एस्टरे म्हणजे कार्बनी कार्बोनेटे होत.

अल्किल आयोडाइडावर चांदीच्या कार्बोनेटाची विक्रिया करून किंवा क्लोरोकार्‌बॉनिक एस्टर व अल्कोहॉले यांच्या विक्रियेने कार्बनी कार्बोनेटे मिळविता येतात.

Ag₂CO₃              +             2C₂H₅I         →       2AgI     +     (C₂H₅)₂CO₃

सिल्व्हर                               एथिल                    सिल्व्हर              एथिल

कार्बोनेटे                           आयोडाइड             आयोडाइड          कार्बोनेटे

ClCO.OC₂H₅     +    C₂H₅OH   →       (C₂H₅)₂CO₃ +       HCl

एथिल                         एथिल                      एथिल

क्लोरोकार्बोनेट         अल्कोहॉल                 कार्बोनेट

एथिल क्लोरोकार्बोनेटास एथिल क्लोरोफॉर्मेट असेही म्हणतात. फॉस्जिनावर अल्कोहॉलाची विक्रिया केल्याने ते मिळते.

COCl₂                +          C₂H₅OH    →      ClCO.OC₂H₅       +          HCl

फॉस्जीन                                                    एथिल क्लोरोफॉर्मेट

ऑर्थोकार्‌बॉनिक अम्लाची एस्टरे ही सोडियम अल्कॉक्साइड आणि नायट्रोक्लोरोफॉर्म (क्लोरोपिक्रिन) यांच्या विक्रियेने मिळतात. उदा.,

4C₂H₅ONa              +      CCl₃NO₂            →    C (OC₂H₅)₄        +    3NaCl  +   NaNO₂

सोडियम इथॉक्साइड      नायट्रोक्लोरोफॉर्म          एथिल ऑर्थोकार्बोनेट

एथिल कार्बोनेट हे एक वर्णहीन व किंचित वास असलेला द्रव आहे. याचा उपयोग नायट्रोसेल्युलोज, ईथरे, अनेक संश्लिष्ट (कृत्रिम रीतीने तयार केलेली) आणि नैसर्गिक रेझिने यांचा विद्रावक (विरघळविणारा पदार्थ) म्हणून आणि रासायनिक संश्लेषणात होतो. एथिल ऑर्थोकार्बोनेट हेही एक द्रव असून त्याला ईथरासारखा वास येतो. त्याचा उपयोग रासायनिक संश्लेषणात करतात.

संदर्भ : 1. Fieser, L. F. Fieser, M. Organic Chemistry, Bombay, 1962.

2. Partington, J. R. General and Inorganic Chemistry, New York, 1968.

कुलकर्णी, श. वि.

“