506-87-6/有沒有碳酸銨這一物質？

我們教學中碰到的一個問題，碳銨是一般指碳酸氫銨，不是指碳酸銨。解釋說碳酸銨不穩定。那有沒有碳酸銨一物質存在呢？

碳酸銨，無色半透明堅硬結晶塊或粉末。有強烈氨臭。味辛辣。為碳酸氫銨(NH₄HCO₃)與氨基甲酸銨(NH₂COONH₄)的混合物。在空氣中分解逸出氨和二氧化碳，變成不透明的碳酸氫銨粉末，在60℃時完全揮發。

工業品實際上是碳酸氫銨與氨基甲酸銨的復鹽。含氨31%，二氧化碳為56%。溶于水，不溶于乙醇、二硫化碳及濃氨水中。在空氣中不穩定，會逐漸變成碳酸氫銨及氨基甲酸銨。

干燥物在58℃下很容易分解，放出氨及二氧化碳。70℃時水溶液開始分解。對光和熱均不穩定，稍有吸濕性。

所以一般來說絕對意義上的碳酸銨(NH₄)₂CO₃是不存在的，一般碳酸銨分為兩種，都是混合物，一種是碳酸氫銨和氨基甲酸銨的混合物，另一種是碳酸氫銨和氨基甲酸羥銨（就是前者的一水合物），市面上一般買到的是后者，因為后者更穩定。雖然是混合物，一般試劑公司還是會列出分子量，僅供參考，碳酸銨96，水合碳酸銨157。

可見碳酸銨是一個不常見的二元弱酸弱堿鹽。加之它有極為特殊的水解情況，一般不宜出現在中學化學教學中。但是，2019年高考全國1卷第26題，在95℃“溶浸”硼鎂礦粉，產生的氣體在“吸收”中加入NH₄HCO₃，反應的化學方程式為，

NH₄HCO₃+NH₃=(NH₄)₂CO₃。

2019年高考江蘇卷化學第19題，將氨水和NH₄HCO₃溶液混合，可制得(NH₄)₂CO₃溶液，其離子方程式為，

HCO₃^－ + NH₃·H₂O= NH₄⁺ + CO₃^2－+ H₂O（或HCO₃^－ + NH₃·H₂ONH₄⁺ + CO₃^2－ + H₂O）。

考查這個方程式給教師教學帶來了一些麻煩。那這個方程式是否發生了嗎？伍偉夫教授專門討論了這一問題。

對于1.0 mol·L^-1的NH₄HCO₃與(NH₄)₂CO₃溶液，其中各種離子的實際（平衡）濃度（單位是mol·L^-1）如下表：

可見，原NH₄HCO₃溶液是含有大量HCO₃^-與NH₄⁺離子的溶液（如第一數字行中的紅色數字所示）。而所謂的(NH₄)₂CO₃溶液也是含有大量HCO₃^-與NH₄⁺離子（如第二數字行中的紅色數字所示），同時有大量NH₃分子（如第二數字行中的藍色數字所示）的溶液。其中的[CO₃^2-]雖然較上一行的數字增大了20多倍，但最終也只有“0.07835 mol·L^-1”（紫色粗體字所示）。它基本是一個由NH₄HCO₃與NH₃組成的混合溶液。也可以認為，其中水解反應“NH₄⁺+CO₃^2-=HCO₃^-+NH₃”進行的相當徹底。

換一句話說，氨水與NH₄HCO₃溶液混合，基本上是一個兩者混合起來的物理過程。

其中有沒有化學反應呢？

當然也有化學變化，從最下一行數字可以看出那些許變化的真實情況。加入較多的氨水后，有3種物質的濃度減少了（紅色字體）。有2種物質的量顯著增加了（藍色字體表示，這就是反應的產物）。

從中不難分析出，加入的1.0 mol·L^-1氨水中，從溶液微觀組成看，只有0.1107mol·L^-1的氨（11.1%），參與了如下的兩個反應。

其中有0.0403 mol·L^-1的NH₃參與了反應，

HCO₃^-+NH₃＝CO₃^2-+NH₄⁺……（1）

另有0.0704 mol·L^-1的NH₃參與了反應，

H₂CO₃+2NH₃＝CO₃^2-+2NH₄⁺……（2）

從微觀過程看，參與反應（2）的NH₃，要比參與反應（1）的NH₃還要多。

但是，作為描述宏觀過程的化學方程式，還是只能寫為式（1）。

由于這個氨水與NH₄HCO₃溶液混合過程中，各物質的相對量變化十分有限。所謂的(NH₄)₂CO₃溶液，基本上只是一個NH₃—NH₄⁺緩沖溶液。