ما هو حمض الكربونيك واستخداماته وخصائصه

ما هو حمض الكربونيك؟

حمض الكربونيك مركب يحتوي على الكربون وله الصيغة الكيميائية H2CO3. تحتوي محاليل ثاني أكسيد الكربون في الماء على كميات صغيرة من هذا المركب. يمكن أيضًا كتابة صيغته الكيميائية كـ OC (OH) 2 نظرًا لوجود رابطة مزدوجة من الكربون والأكسجين في هذا المركب.


غالبًا ما يوصف حمض الكربونيك بأنه حمض تنفسي لأنه الحمض الوحيد الذي يزفر في الحالة الغازية بواسطة رئتي الإنسان. وهو حمض ضعيف ويشكل أملاح كربونات وبيكربونات.


يمكن لـ H2CO3 إذابة الحجر الجيري ، مما يؤدي إلى تكوين بيكربونات الكالسيوم (Ca (HCO3) 2. وهذا هو سبب العديد من سمات الحجر الجيري ، مثل الصواعد والهوابط.


الخصائص الكيميائية والفيزيائية لحمض الكربونيك- H2CO3

يتم سرد بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية الهامة لحمض الكربونيك في هذا القسم الفرعي.


1. الخصائص الفيزيائية لحمض الكربونيك

  • تبلغ الكتلة المولية لحمض الكربونيك 62.024 جرامًا لكل مول.

  • كثافته في حالته القياسية 1.668 جرام لكل سنتيمتر مكعب.

  • مركب H2CO3 له قيمة pKa 6.35.

  • القاعدة المترافقة المقابلة لحمض الكربونيك هي البيكربونات.

  • هذا المركب موجود بشكل عام كحل. ومع ذلك ، فقد تم الإبلاغ عن أن عينات H2CO3 الصلبة قد تم تحضيرها بواسطة علماء ناسا.


حمض الكربونيك

2. الخصائص الكيميائية لحمض الكربونيك

  • H2CO3 هو حمض ضعيف وغير مستقر بطبيعته.

  • يخضع لتفكك جزئي في وجود الماء لإنتاج أيونات H + و HCO3- (بيكربونات).

  • حمض الكربونيك هو حمض ثنائي البروتين ، وبالتالي يمكن أن يشكل نوعين من الأملاح ، وهما البيكربونات والكربونات.

  • تؤدي إضافة كمية صغيرة من القاعدة إلى H2CO3 إلى إنتاج أملاح البيكربونات بينما تؤدي إضافة القاعدة في الغلات الزائدة إلى أملاح الكربونات.

يمكن ملاحظة أنه يمكن الحصول على حمض الكربونيك كمنتج ثانوي لعمليات التخمير الصناعية أو حرق الوقود الأحفوري على نطاق صناعي.


ما هي استخدامات حمض الكربونيك

H2CO3 مركب مهم للغاية مع مجموعة واسعة من التطبيقات. بعض هذه الاستخدامات لحمض الكربونيك مذكورة أدناه.

يتضمن تحضير المياه الغازية والنبيذ الفوار والمشروبات الغازية الأخرى استخدام حمض الكربونيك.

يستخدم H2CO3 في ترسيب العديد من أملاح الأمونيوم مثل بيرسلفات الأمونيوم.

يساعد في نقل ثاني أكسيد الكربون خارج الجسم.

القواعد المختلفة التي تحتوي على النيتروجين في مصل الدم يتم إنتاجها بالبروتونات بواسطة H2CO3

يتم علاج السعفة ومبيدات الجلد الأخرى عن طريق تطبيق حمض الكربونيك على المنطقة المصابة.

المحاليل التي تحتوي على هذا المركب فعالة جدًا في تنظيف العدسات اللاصقة.

يمكن تناوله عن طريق الفم من أجل إحداث القيء عند الحاجة (كما هو الحال في حالات جرعة زائدة من المخدرات).


أهمية حمض الكربونيك في الدم

من المعروف أن أيون البيكربونات هو وسيط لنقل ثاني أكسيد الكربون خارج جسم الإنسان عبر عملية تبادل الغازات التنفسية. تفاعلات الترطيب التي يمر بها ثاني أكسيد الكربون بطيئة جدًا ، خاصة في حالة عدم وجود محفز مناسب. ومع ذلك ، فإن وجود عائلة الإنزيم المعروف باسم الأنهيدرات الكربونية في خلايا الدم الحمراء يزيد من معدل التفاعل. تعمل إنزيمات الأنهيدراز الكربونية على تحفيز تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الأيونات المنفصلة لحمض الكربونيك. ينتج عن هذا أنيون بيكربونات يذوب في بلازما الدم. يتم عكس التفاعل المحفز في الرئتين ، مما يؤدي إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم بعد ذلك الزفير.


أهمية حمض الكربونيك في المحيطات

يُعتقد أن امتصاص المحيطات لثاني أكسيد الكربون الزائد في الغلاف الجوي (بسبب الأنشطة البشرية بشكل أساسي) قد تسبب في حدوث تحول في درجة الحموضة في مياه المحيطات بنحو -0.1. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون الممتص مع مياه المحيط ويشكل H2CO3. يشار إلى هذه العملية عادة باسم تحمض المحيطات.


الأسئلة الشائعة حول حمض الكربونيك

- ما هي استخدامات حمض الكربونيك؟

يستخدم حمض الكربونيك على نطاق واسع في إنتاج المشروبات الغازية ، والنبيذ الفوار المصطنع ، والمشروبات الفقاعية الأخرى. تسمى أملاح حمض الكربونيك بيكربونات (أو كربونات الهيدروجين) ، وكربونات.


- علق على حموضة حمض الكربونيك

حمض الكربونيك هو حمض كربوكسيل يحتوي على مجموعة هيدروكسيل مستبدلة. وهو أيضًا حمض متعدد البروتينات. هذا المركب هو في الواقع ثنائي البروتين ، وبالتالي ، يحتوي على بروتونين ينفصلان عن الجزيء الأساسي الأساسي. لذلك ، هناك نوعان من ثوابت التفكك ، أولهما للانفصال في أيون البيكربونات.


- ما هو دور حمض الكربونيك في الدم؟

يعتبر البيكربونات وسيطًا في تبادل غازات الجهاز التنفسي لنقل ثاني أكسيد الكربون خارج الجسم. بشكل عام ، يكون تفاعل الماء لثاني أكسيد الكربون بطيئًا جدًا في حالة عدم وجود محفز ، لكن خلايا الدم الحمراء تحتوي على مادة تعرف باسم الأنهيدراز الكربوني ، مما يزيد من معدل التفاعل ، مما ينتج عنه بيكربونات مذابة (HCO3−) في بلازما الدم.


- هل حمض الكربونيك حمض قوي؟

لا ، حمض الكربونيك ليس حمض قوي. H2CO3 هو حمض ضعيف يتفكك إلى بروتون (H + كاتيون) وأيون بيكربونات (HCO3- أنيون). هذا المركب ينفصل جزئيًا فقط في المحاليل المائية. علاوة على ذلك ، تعتبر القاعدة المترافقة لحمض الكربونيك ، وهي أيون البيكربونات ، قاعدة جيدة نسبيًا. هذه هي أسباب تصنيف حمض الكربونيك على أنه حمض ضعيف بدلاً من حمض قوي.


- هل حمض الكربونيك خطير؟

لا يعتبر حمض الكربونيك سامًا أو خطيرًا على صحة الإنسان لأنه موجود بشكل طبيعي في جسم الإنسان. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن التعرض لتركيزات عالية من H2CO3 يمكن أن يهيج الجهاز التنفسي والعينين.


تعليقات



حجم الخط
+
16
-
تباعد السطور
+
2
-