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| 碳酸 | |
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碳酸( carbonic acid )，是一种二元弱酸，电离常数都很小。但也有认为其为中强酸，因为根据无机酸酸性强弱判断式(OH)nROm可判断其酸性与磷酸相似。在常温、常压下，二氧化碳饱和溶液的浓度约为0.033mol/L，pH为5.6，pKa=6.37。
H2CO3 (pKa1=6.38,pKa2=10.33，p代表取负常用对数。)饱和碳酸溶液(纯CO₂，压力为1 atm)的pH约为4，而在自然条件下CO₂含量是0.03%,溶解达到饱和时pH=5.6。这也是为什么定义酸雨为pH小于5.6的雨水的原因。要使PH达到 3.7，可以通过降温，加压(实际是提高CO₂浓度)来实现。目前已经制备出纯碳酸晶体。[1]
理化性质
分子式:H₂CO₃
结构简式:HO-CO-OH在CO₂溶于水时形成。
纯的碳酸以C(OH)4存在是个不稳定的晶体，遇水剧烈分解。
碳酸酸性极低，其饱和水溶液pH约为5.6，正常雨水ph约为5.6就是因为CO2溶于雨水生成碳酸。其水溶液显酸性故可以使指示剂变色(可
以使石蕊溶液变红色)。
碳酸是一种二元酸，其电离分为两步:
H₂CO₃ ⇌ HCO₃ + H Ka1 = 4.2×10^-7 mol/L; pKa1 = 6.38(25 °C)HCO3 ⇌ CO3 + H Ka2 = 5.61×10^-11 mol/L; pKa2 = 10.25 (25 °C)需要注意的是，以上所述值并不适用于实际估算碳酸的酸性，因为单个碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要强。实际上，碳酸分子只出现在二氧化碳和水的动态平衡中，其浓度比二氧化碳低得多，故酸度实际上较低。
化学方程式
生成和分解
CO2溶于水生成碳酸:CO2+H2O===H2CO3 [2]
碳酸不稳定，在摇晃或加热时分解为CO2和H2O，方程式为:H2CO3===H2O+CO2↑
复分解反应
在实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石(或石灰石，主要成分都是碳酸钙)反应来制取。反应的化学方程式可以表示如下:
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂CO₃(两种化合物互相交换成分)
(碳酸钙 盐酸 氯化钙 碳酸)
碳酸不稳定容易分解成二氧化碳和水 H₂CO₃===H₂O+CO₂↑
总的方程式是:
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑(反应有气体和水生成)
该反应符合复分解反应。
特性
会使紫色石蕊试液变成梅红色，碳酸显酸性，酸可使紫色石蕊变色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱结合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸(H₂CO₃)--饱和CO₂溶液中只有1%的CO2与H2O化合成碳酸。在常温时，CO2∶H2CO3为600∶1。碳酸的热稳定性很差。碳酸加热时全部分解并放出二氧化碳。碳酸在碱的作用下，能生成酸式碳酸盐M(HCO3)2和碳酸盐MCO3〔M代表二价金属)。许多金属的酸式碳酸盐的溶解度稍大于正盐，其溶解度和Pco2(二氧化碳分压)有关。Pco2大，碳酸盐溶解于水;Pco2小(或升温)，析出碳酸盐，自然界的钟乳石就是这样形成的。暂时硬水加热软化就是因为生成了碳酸盐沉淀。所有的酸式碳酸盐受热均分解为CO2和相应的正盐。 碳酸是二氧化碳气体溶于水而生成的酸。它的酸性很弱，且极为不稳定，温度稍高一些，便会分解成二氧化碳和水。碳酸和我们的日常生活有着密切的关系。我们喝的汽水就是一种碳酸饮料。
在制造汽水时，要在加压情况下把二氧化碳气体溶解在水里，再往汽水里加糖、柠檬酸以及果汁或香精，在加压下灌入汽水瓶中。当我们喝汽水时，汽水从瓶子里倒出来，外界压强(指空气压强和人体内的压强)突然降低，二氧化碳在水中的溶解度随着压强降低而变小。于是，喝入体内汽水中的二氧化碳便成为气体从水中逸出，并从口腔中排出，这个过程会把人体内的热量带走，这就是喝汽水感到凉爽的原因。
已制备出纯碳酸(碳酸晶体)，但条件非常苛刻，要保存在绝对无水的条件下，不然纯碳酸会剧烈分解。
危害
有时，碳酸也会给我们日常生活带来麻烦。地面上的二氧化碳气体溶于水，生成碳酸。当地面水渗入地下时，碳酸也被带到地下，并与地下石灰岩里不溶于水的碳酸钙发生化学反应，生成可溶于水的碳酸氢钙。含有碳酸氢钙的水称为"硬水"，因此地下水都属于"硬水"。江河里的水不含碳酸氢钙，不是"硬水"(硬水是指有较多钙离子和镁离子等金属阳离子，它们的碳酸盐是不可溶解于水的)。
有些地方所用的自来水的水源是地下水，在煮开水时，水中的碳酸氢钙受热分解成碳酸钙、二氧化碳和水。碳酸钙是不溶解在水中的沉淀物，它沉积在水壶和锅炉的壁上，天长日久便成为一层白色的很坚硬的物质，称为锅垢(俗称水碱)。这层碳酸钙的导热性很差，因此烧水时会浪费燃料。如果锅炉和管道中的锅垢太厚，还有发生爆炸的危险。所以，工业生产中总是把"硬水"先用化学方法除去或减少碳酸钙，使它软化以后再用。
有机与无机
碳酸是有机物还是无机物是科学界争执了很长时间的话题。由于同一个碳原子上连接了两个羟基，碳酸不稳定，更多显现无机物的性质，定义碳酸为无机二元弱酸，但碳酸又因含有羧基(-COOH)而能反映一些羧酸的性质。如能和醇发生酯化反应，
如:HO-COOH + H-O-C2H5 → HO-COOC2H5 + H2O
HO-COOC2H5 + H-O-C2H5 → C2H5OCOOC2H5 + H2O
因为碳酸的两个羟基都结在羰基上，故相当于二元羧酸。可以和二元醇发生酯化反应生成环酯和聚酯。
这些都是有机酸的性质。
科学家仍然对碳酸是否是有机酸争执。有科学家认为如能制得碳酸的浓溶液，那么这种碳酸具有一切二元羧酸的性质。
无机碳化合物
CO2 CO CO3 CO4 C2O2 C2O C3O2 C5O2 CS2 OCS C3S2 CSe2 金属羰基配合物 碳酸 碳酸氢盐 碳酸盐 硫代碳酸 氰化物 氰酸盐 硫氰酸盐 异硫氰酸盐 碳化物 石墨层间化合物 化学名词 阿累尼乌斯方程 氨 螯合剂 螯合物 螯合物 半反应 半微量分析 苯 比色分析 变异系数 标定 标准电极电势 标准曲线 标准溶液 标准自由能变 表征 查依采夫规则 产物 常规分析 常量分析 沉淀反应 陈化 臭氧 船型构象 醇 磁性 次序规则 催化 催化反应 催化剂 单分子亲核取代反应 单分子消除反应 单色器 氮族元素 滴定 滴定度 滴定分析 滴定误差 滴定终点 狄尔斯阿尔得反应 碘量法 电池电动势 电负性 电荷数 电化学分析 电极电势 电解 电解质 电离 电离能 电子 电子的波动性 电子构型 电子自旋 定量分析 定性分析 对映体 多电子原子 多相离子平衡 多原子分子 二氧化碳 反应的活化能 反应方向 反应机理 反应级数 反应历程 反应热 反应速率 反应速率 范德华方程 芳香性 芳香族化合物 放射性 非金属 非晶体 非均相催化剂 菲舍尔投影式 费林试剂 分光光度法 分析化学 分子轨道 分子轨道理论 分子间力 分子间作用力 分子空间构型 酚酞 伏特电池 副反应系数 傅列德尔克拉夫茨反应 盖斯定律 高锰酸钾 高锰酸钾 格利雅试剂 汞 共沉淀 共轭二烯烃 共轭双键 共轭酸碱对 共轭酸碱对 共轭体系 共轭效应 共价键 共价键 共性 构象异构体 构象 构型 孤对电子 官能团 光源 硅的存在和制备 硅酸 硅酸盐 轨道 轨道能量 轨道重叠 过程 过渡金属 过滤 过失误差 过氧化氢 过氧化物和超氧化物 过氧化物效应 耗氧量 合金 核磁共振 核化学 核聚变 核裂变 红外光谱 红移 互变异构现象 化合物 化学反应 化学反应的通式 化学方程式配平 化学分析 化学计量点 化学位移 化学平衡 化学需氧量 化学因数 还原 缓冲容量 缓冲溶液 缓冲溶液 活化能 活性中间体 霍夫曼规则 基准物质 极性分子 继沉淀 加成反应 甲基橙 价层电子对互斥理论 价键理论 价键理论 检测系统 碱金属 碱土金属 键长 键级 键角 键矩 键能 结构异构 解蔽 解离常数 金属 金属键 金属晶体 金属离子的水解 金属指示剂 晶体结构 精密度 聚合物 均相催化剂 开链族化合物 凯库勒结构式 坎尼扎罗反应 克莱门森还原 克莱森酯缩合反应 克莱森重排 镧系元素 累积稳定常数 离去基团 离子的沉淀与分离 离子的选择沉淀 离子方程式配平 离子晶体 离子偶极力 理想气体状态方程分压 立体化学 立体异构 立体异构体 量子数 列·沙特列原理 磷酸 磷酸盐 零水准 硫化物 卢卡斯试剂 卤代烃 卤仿反应 卤化磷 卤化物 卤素 路易斯酸碱 氯化物 麦克尔反应 酶 醚 摩尔吸光系数 能斯特方程 纽曼投影式 浓度 偶极矩 偶然误差 泡林不相容原理 配离子的形成 配位化合物 配位数 配位数 配位体 配位原子 硼氢化反应 硼烷 偏差 硼族元素 平衡常数 亲电加成 亲电试剂 亲电性 亲核加成 亲核取代反应 亲核试剂 氢化物 氢键 氢氧化物 氢原子的波尔模型 倾泻法 球密堆积 区元素 醛 热力学第二定律 热力学第一定律 热与功 溶度积常数 溶解度 溶解氧 色谱分析 色散 熵 熵变 生成焓 石墨 试剂 铈量法 手性分子 双分子亲核取代反应 双分子消除反应 双原子分子 水的离子积 水合氢离子 水合质子 水离解 顺反异构 速率常数 酸和碱 酸碱 酸碱的相对强度 酸碱滴定法 酸碱指示剂 酸碱质子理论 酸效应系数 羧酸 羧酸衍生物 碳负离子 碳化物 碳水化合物 碳酸 碳酸盐 碳正离子 碳族元素 铁 同分异构体 同分异构现象 同离子效应 同位素 铜 酮 透光率 瓦尔登反转 微量分析 位置异构体 物质的量 吸电子基 吸光率 吸热与发热过程 吸收池 烯丙基正离子 烯烃 稀有气体 稀有气体化合物 系统命名法 系统误差 系统与环境 显著性检验 线光谱 相 相对标准偏差 相转移催化作用 消除反应 硝酸 校正曲线 锌 兴斯堡试验 行 形态分析 休克尔规则 旋光性 盐 掩蔽 氧化 氧化还原电对 氧化还原反应 氧化还原指示 氧化剂和还原剂 氧化数 氧化物 氧族元素 一氧化碳 仪器分析 乙醇 乙二胺四乙酸 乙醚 乙醛 乙炔 乙酸 乙烯 乙酰化剂 异构现象 银镜反应 银量法 有机化学 有效核电荷 有效数字 右旋 诱导效应 元素的周期律 原电池 原子半径 原子轨道 原子晶体 原子数 杂化 杂化轨道 杂化轨道 杂环化合物 在线分析 真实气体 正态分布 脂肪族化合物 值 质量数 质子平衡 质子转移反应 置信区间 置信水平 中心离子 仲裁分析 重铬酸钾 重铬酸钾 重键 重量分析法 周期表 状态与状态函数 准确度 灼烧 紫移 自发过程 总稳定常数 族 左旋