تفاعل الكربون مع الماء هو تفاعل ضمن التفاعلات الكيميائية اليسير شرحها، فعندما نقوم بشحن الماء بغاز الكربون لا يصبح الناتج هو ماء بالكربون بل ناتج آخر بخصائص وطبيعة مختلفة عن طبيعة كلا النوعين الداخلين في تركيبه وله أسم مختلف خاص به، ومن خلال موقع زيادة سنقوم بتوضيح تفاعل الكربون مع الماء.
تفاعل الكربون مع الماء
هناك عدة تفاعلات يتحد فيها الكربون مع الماء لإنتاج عنصر ثالث بخواص مختلف من هذه التفاعلات تفاعل إنتاج حامض الكربونيك، ويمكننا توضيح هذا الحامض فيما يلي:
- حمض الكربونيك هو ناتج اتحاد ثاني أكسي الكربون مع الماء.
- يعد هذا الحمض من الأحماض الضعيفة.
- يتكون حمض الكربونيك من ذرتين هيدروجين بالإضافة لذرة كربون مع 3 ذرات من الأكسجين.
- الرمز الكيميائي لحمض الكربونيك هو H2CO3.
- معادلة إنتاج حمض الكربونيك هي CO2+H2O=H2CO3
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: هل بيكربونات الصوديوم هي نفسها الكربونة وما هي فوائدها
حمض الكربونيك
الحمض يعني أن مجموعة مواد كيميائية اشتركت مع بعضها في خواص عدة، والحمض يتميز بطعم لاذع وشعور حارق إذا وضع على الجلد.
حمض الكربونيك يمكننا أن نجده في أماكن عدة وليس فقط في المختبرات، حيث إنه موجود في المشروبات الغازية، حيث يكون الكربونيك هو العامل المسئول عن حدوث فوران المشروب الغازي، كما أنه يوجد في الأطعمة التي تحتاج إلى خميرة (المُخمّرة) كناتج لعملية تخمر البكتيريا.
إن تحلل العظام وتآكلها بسبب تناول المشروبات الغازية يرجع إلى وجود هذا الحمض، كما أن حمض الكربونيك يدخل في أطعمة أخرى مثل مخلل الملفوف وصلصة الصويا واللبن.
حمض الكربونيك موجود في الطبيعية من حولنا حيث يتواجد في مياه المسطحات المائية كالمحيطات والبحار والأنهار، كما إنه يوجد في الغلاف الجوي والجليد ولكن بنسب أقل مما سبق.
حمض الكربونيك على الرغم من كونه حمض ضعيف للغاية إلا إن له دور في التأثير على الأشياء مثل: التسبب في حدوث عملية التآكل مع الوقت، كما إن زيادة نسبته بسبب زيادة نسبة غاز ثاني أكيد الكربون تتسبب في زيادة حمضية المسطحات المائية على مر السنين.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: تحليل المياه ميكروبيولوجيا وطرق الكشف عن البيئة المتجرثمة اللاهوائية بالمياه
تفاعل آخر للكربون مع الماء
إن الكربون لا يتفاعل مع الماء عندما يكون في حالته الفحمية أو الماسية، ولكن يمكن لعنصر الكربون مع الماء أن يتفاعلان سويًا في حالات خاصة كاستخدامهم سويًا في بعض الصناعات.
في مجال الصناعة يتم دفع الماء بقوة أو ضحه خلال فحم الكوك، وذلك لإنتاج مجموعة من الغازات تُعرف باسم غاز الماء، ويتكون غاز الماء من الآتي:
- الهيدروجين H2 وذلك بنسبة 50%.
- أول أكسيد الكربون CO بنسبة 40%.
- ثاني أكسيد الكربون CO2 بنسبة 5%.
- النيتروجين N2 وغاز الميثان CH4 بنسبة 5% وهو غاز هام للغاية في الصناعات الكيماوية.
إن معادلة التفاعل الكيميائي بين الكربون والماء يُعبر عنه بالمعادلة التالية:
C+H2O=CO+H2 وهو تفاعل يعمل على مص الطاقة، مما يدل على أن فحم الكوك يحدث له برود في التفاعل، ولنتخطى هذه العقبة يجب القيام باستبدال البخار الذي ينتج بالهواء وذلك لتسخين الفحم مما يؤدي لاستمرارية التفاعل.
يمكنك أيضًا الاضطلاع على: ما هي بيكربونات الصوديوم واين توجد
تحويل الكربون والماء لإيثانول
أشار بعض الباحثون الأمريكان في بحث قاموا عليه إلى إمكانية تحويل الكربون والماء إلى غاز الإيثانول، ذلك عن طريق محفز قوي مصنوع من النحاس مع إضافة دعامة من الكربون وتوفير مجال كهربائي قليل الجهد، ونقوم بتمرير الماء بالإضافة لغاز ثاني أكسيد الكربون من أعلى.
التفاعل السابق سيعمل على كسر الجزيئات ثم يقوم بإعادة ترتيبها من جديد بطريقة انتقائية، مما ينتج لنا عنصر الإيثانول بالإضافة أيضًا لتيار كفاءة فارادايك الكهربائي الذي ينشأ نتيجة لحدوث عملية أكسدة أو اختزال في بعض المواد الموجودة في القطب.
إن مجال العلوم الكيميائية شديد التعقيد وتتداخل العناصر والمركبات مع بعضها لصناعة الكثير من الغازات والنواتج التفاعلية المختلفة، وقمنا الآن بعرض ناتج تفاعل الكربون مع الماء طبقًا لمعادلتين مختلفتين.