탄산

탄산(炭酸, carbonic acid)은 이산화 탄소의 수용액으로, 약한 산성을 띈다. 분자식은 H₂CO₃이다.

탄산

Structural formula Ball-and-stick model
이름
우선명 (PIN) Carbonic acid[1]
별칭 Carbon dioxide solution Dihydrogen carbonate Hydrogen bicarbonate Acid of air Aerial acid Hydroxymethanoic acid
식별자
CAS 번호	463-79-6 예
3D 모델 (JSmol)	Interactive image
ChEBI	CHEBI:28976 예
ChEMBL	ChEMBL1161632 예
ChemSpider	747 예
ECHA InfoCard	100.133.015
EC 번호	610-295-3
KEGG	C01353 예
PubChem CID	767
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID9043801
InChI InChI=1S/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4) 예 Key: BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 예 InChI=1/H2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4) Key: BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYAU
SMILES O=C(O)O
성질
화학식	CH2O3
몰 질량	62.024 g·mol−1
밀도	1.668 g/cm3
물에서의 용해도	Only stable in solution
산성도 (pKa)	3.6 (pKa1 for H2CO3 only), 6.3 (pKa1 including CO2(aq)), 10.32 (pKa2)
짝염기	Bicarbonate
관련 화합물
관련 화합물	아세톤 요소 (화학) 플루오린화 카보닐
위험
NFPA 704 (파이어 다이아몬드)	0 0 1
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨. 예 확인 (관련 정보 예아니오 ?) 정보상자 각주

제조

이산화 탄소를 높은 압력에서 물에 용해시켜 만든다.

CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃

화학적 성질

탄산은 불안정하여 물과 이산화 탄소로 분해되려는 경향이 비교적 강하다. 이는 탄산음료를 흔들었을 때 나타나는 반응을 통해 설명할 수 있다.

탄산음료를 처음 개봉하면 김 빠지는 소리와 함께 음료에서 기포가 올라오는데, 이는 높은 압력에서 용해되어있던 탄산이 개봉으로 인해 압력이 낮아지면서 이산화 탄소와 물로 분해되며 나타나는 반응이다. 멘토스와 같은 표면장력을 약하게 만들 수 있는 물체와 접촉하면 표면 촉매가 일어나는데, 그 이유는 멘토스 표면의 미세한 구멍이 탄산을 이산화 탄소와 물로 분해하는 반응을 촉진시키기 때문이다. 또한 이러한 반응은 꼭 멘토스뿐만 아니라 아이스크림과 같이 표면이 거칠고 미세한 구멍이 많이 난 물체라면 얼마든지 가능하다.

금속과의 반응

탄산은 산성도가 비교적 약하기 때문에 반응성이 적다. 때문에 주로 알칼리 금속이나 알칼리 토금속 등의 반응성이 큰 금속에서 잘 반응한다.

나트륨과의 반응

탄산과 수산화나트륨이 1:1로 반응하면 탄산수소 나트륨이, 1:2로 반응하면 탄산 나트륨이 만들어진다.

H₂CO₃ + NaOH → NaHCO₃ + H₂O

H₂CO₃ + 2 NaOH → Na₂CO₃ + 2 H₂O

칼슘과의 반응

석회수(수산화 칼슘 용액)에 이산화 탄소를 용해시키면 탄산이 형성되어 뿌옇게 변하면서 불용성의 탄산 칼슘(석회암과 분필의 주성분)이 만들어진다.

H₂CO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + 2 H₂O

기타 특성

표준 온도 압력 조건에서, 평형 상수는 K_h= 1.70×10−3 m이다.

용도

• 탄산수나 탄산음료에 톡쏘는 맛을 주는 용도로 사용된다.
• 베이킹 소다를 만드는 데 사용된다.

같이 보기

• 이산화 탄소
• 탄산수
• 오쏘탄산
• 탄산염
• 탄산수소염