Въглеродна киселина

Въглеродна киселина
Идентификатори
CAS номер	463-79-6
PubChem	767
ChemSpider	747
KEGG	C01353
MeSH	D002255
ChEBI	28976
ChEMBL	1161632
SMILES	O=C(O)O
StdInChI	1S/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4)
StdInChI ключ	BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N
InChI	1/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4)
InChI ключ	BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYAU
Gmelin	25554
Свойства
Формула	H2CO3
Моларна маса	62,03 g/mol
Външен вид	безцветен разтвор
Плътност	1,668 g/cm3
pKa	6,37
	Данните са при стандартно състояние; на материалите (25 °C, 100 kPa),; освен ако не е указано друго.
	Въглеродна киселина в Общомедия

Въглеродната киселина е химично съединение на въглерода с химична формула H₂CO₃. Тя е нетрайна и не може да съществува в свободно състояние.^[1] Разпада се на на въглероден диоксид във вода. Нейните соли, карбонати и хидрогенкарбонати, са стабилни. Въглеродният диоксид е нейн анхидрид.

При 20°C един обем вода разтваря 0,88 обема СО₂.

Наличието на водородни йони е причина въглеродната киселина да променя цвета на лакмуса в бледорозово.

Физични свойстваРедактиране

^{Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.}

Химични свойстаРедактиране

Въгеродният диоксид е анхидрид на въглеродната киселина. От разтвореното количество във водата само една малка част реагира и образува киселината, а останалата част остава като хидратиран CO₂.^[2] Взаимодействието между CO₂ и H₂O се извършва бавно, двуетапно и се осъществяват равонвесия между молекули и йони.В зависимост от pH на разтвора скоростоопределящият етап е различен: при pH < 8 процесът на получаване на H₂CO₃ е бавен, а нейната дисоцияция е бърза:

${\ce {CO2 + H2O <=> H2CO3}}$ (бавен),

${\ce {H2CO3 + H2O <=> H3O^+ + HCO3^-}}$ (бърз).

При pH > 10 процесите са наобратно.

При голям излишък на OH^- хидрогенкарбонатнит йон се неутрализира:^[2]

${\ce {HCO3^- + OH^- -> CO3^2- + H2O}}$ .

Химичните връзки в молекулата на въглеродната киселина са ковалентни полярни. Разликите в стойностите за електроотрицателност на свързаните атоми показват, че най-полярни са връзките кислород – водород: χ(Н) = 2,20 <<χ(О) = 3,50; χ(О) = 3,50 >χ(С)= 2,50.

Въглеродната киселина не е много слаба и може да се отнесе към умерено силините киселини.^[2]

СолиРедактиране

Солите на въглеродната киселина се наричат карбонати и хидрогенкарбонати. Всички хидрогенкарбонати се разтворими във вода.^[1] Карбронатите са малкоразтворими вещества с изключение на (NH₄)₂CO₃, Tl₂CO₃ и алкалните карбонати без LiCO₃.^[2]

Свойствата на карбонатния йон се определт от неговата електронна структура, в която двата електрични заряда са силно делокализирани. Пространственото разположение на атомите е планарно, при което въглеродът е в sp²-хибридно състояние. Кислородните атоми са разположени по върховете на равностранен триъглъник, определен от трите хибридни атоми. Електронната плътност на двойките електрони на sp²-хбиридните свързващи орбитали на трите двуцентрови връзки C–O е с кратност единица – тези връзки са локализирани.^[2]

Карбонатният йон запазва планарната си структура в кристалната решетка на карбонатите и здраво е свързан с металните йони.

ЗначениеРедактиране

В кръвтаРедактиране

Хидрогенкарбонатният йон е посредник при транспорта на CO₂ извън тялото чрез респираторен газообмен. Реакцията на хидратация на CO₂ обикновено е много бавна без катализатор, но червените кръвни телца играят тази роля, ускорявайки реакцията и произвеждайки хидрогенкаборнатен йон (HCO-
3), разтворен в плазмата. Тази реакция се обръща в белите дробове, където карбонатът става пак на CO₂. Този баланс играе важна роля в поддържането на буфер в кръвта на бозайниците.

В световния океанРедактиране

Световният океан е погълнал почти половината CO₂, отделян от хората чрез горене на изкопаеми горива.^[3] Изчислено е, че допълнителният разтворен въглероден диоксид е накара средният pH на океана се измести с -0,1 спрямо нива отпреди Индустриалната революция. Този феномен е познат като окисление на океана, макар океанът все още да е алкален.^[4]

В геологиятаРедактиране

В геологията въглеродната киселина е причината варовика да се разтваря, произвеждайки калциев дихидрогенкарбонат, което води до образуването на сталактити и сталагмити.

В хранително-вкусовата промишленостРедактиране

Въглеродна киселина се съдържа в много газирани напитки.

ИзточнициРедактиране

↑ ^а ^б доц. Иванов, Иван, проф. Върбанова, Санка. Неорганична химия. София, Земиздат, 1973. с. 215.
↑ ^а ^б ^в ^г ^д Киркова, Елена. Химия на елементите и техните съединения. София, Университетско издателство „Св. Климент Охридски“, 2013. ISBN 978-954-07-3504-7. с. 198 – 203.
↑ Sabine, C. L.. The Oceanic Sink for Anthropogenic CO₂. // Science 305 (5682). 2004. DOI:10.1126/science.1097403. с. 367 – 371.
↑ National Research Council. „Summary“. Ocean Acidification: A National Strategy to Meet the Challenges of a Changing Ocean. Washington, DC: The National Academies Press, 2010. 1. Print.

[:0-1] а ^б доц. Иванов, Иван, проф. Върбанова, Санка. Неорганична химия. София, Земиздат, 1973. с. 215.

[:1-2] а ^б ^в ^г ^д Киркова, Елена. Химия на елементите и техните съединения. София, Университетско издателство „Св. Климент Охридски“, 2013. ISBN 978-954-07-3504-7. с. 198 – 203.

[sabine-3] Sabine, C. L.. The Oceanic Sink for Anthropogenic CO₂. // Science 305 (5682). 2004. DOI:10.1126/science.1097403. с. 367 – 371.

[4] National Research Council. „Summary“. Ocean Acidification: A National Strategy to Meet the Challenges of a Changing Ocean. Washington, DC: The National Academies Press, 2010. 1. Print.

[1]

[2]

[3]

[4]