碳酸（H2CO3)是一种二元弱酸，电离常数都很小。但也有认为其为中强酸，因为跟据无机酸酸性强弱判断式（OH)nROm可判断其酸性与磷酸 <可写成(OH)3PO >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5.6H2CO3,(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0.3%,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。
会使紫色石蕊试液变成浅红色。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，从来没有以纯酸的形式分离出来过，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。
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