碳酸是固体还是液体

碳酸是固体还是液体？

液体。

碳酸（英文名：carbonic acid）是一种二元弱酸，化学式为H2CO3，电离常数都很小。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，pKa1=6.37，pKa2=10.32。

碳酸显酸性，会使紫色石蕊试液变成红色。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。

碳酸的性质

物理性质

碳酸酸性极低，其饱和水溶液pH约为5.6，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）。

化学性质

结构简式：HO—CO—OH在CO？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。

碳酸是一种二元酸，其电离分为两步：

H？CO？HCO？-+H+；Ka1=4.2×10-7mol/L；pKa1=6.38(25°C)

HCO3-？CO32-+H+；Ka2=5.61×10-11mol/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。

纯碳酸

碳酸除了由二氧化碳和水形成之外，也可以由两个自由基（HCO、CO3）结合而成。另外一种方式是将碳酸氢盐加盐酸或者氢溴酸的水溶液合成；这个反应要在低温下进行，以免产物立刻分解为二氧化碳和水。

在高于120K的温度可以形成非晶质碳酸，高于200K则会出现“β-相”的碳酸结晶，可由红外光谱学测出。

β-相碳酸的光谱，可以确认它就是二氧化碳和水反应的副产物；它可在230–260 K升华而大部分不发生分解。一方面，基体分离的红外线光谱技术，可以测量碳酸分子的讯号，精确度到一个分子。

碳酸可以由混合二氧化碳和水形成形成，又或者将干冰质子化来合成。由宇宙线的情况因此可以推测，在火星上或者外太空里的固态水和干冰混合物中，可能存在碳酸。碳酸的稳定性比预期中高，它能在比较高温（260K）存在，或甚至以气态存在于火星极冠。

由从头计算法推算，只要有单独一个水分子存在，就足以催化气态碳酸分子分解为二氧化碳和水；若没有水，分解反应会很慢，在300K、气态下的反应半衰期是18万年。

这只有在分子不多且距离彼此遥远下才能成立，因为计算同时推测，气态碳酸分子本身能发生自催化反应，形成二聚体然后发生分解反应。