Szénsav (H2CO3) Tulajdonságok, felhasználások és fontosság

az szénsav, korábban nevezett légsav vagy légi sav, ez az egyetlen szervetlen sav a szén és a H2CO3 képlettel rendelkezik.

A szénsav sói bikarbonátok (vagy hidrogén-karbonátok) és karbonátok (Human Metabolome Database, 2017). Szerkezete az 1. ábrán látható (EMBL-EBI, 2016).

Azt mondják, hogy a szénsav szén-dioxid és víz képződik. A szénsav csak sók (karbonátok), sav sók (hidrogén-karbonátok), aminok (karbaminsav) és savkloridok (karbonil-klorid) (MeSH, 1991) révén történik..

A vegyületet nem lehet tiszta vagy szilárd folyadékként elkülöníteni, mivel bomlási termékei, a szén-dioxid és a víz sokkal stabilabbak, mint a sav (Royal Society of Chemistry, 2015).

Szénsav található az emberi testben, a vérben lévő CO2 a vízzel egyesül, így szénsav képződik, amelyet a tüdőből kilövellik..

Sziklákban és barlangokban is megtalálható, ahol a mészkő feloldódhat. A H2CO3 a szénben, meteoritokban, vulkánokban, savas esőben, talajvízben, óceánokban és növényekben is megtalálható (szénsav formula, S.F.)..

index

• 1 Szénsav és karbonát sók
• 2 "Hipotetikus" szén-dioxid és vízsav
• 3 Fizikai és kémiai tulajdonságok
• 4 Felhasználások
• 5 Fontosság
• 6 Referenciák

Szénsav és karbonát sók

A szénsav kis mennyiségben képződik, ha anhidridje, szén-dioxidja (CO2) oldódik vízben.

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

A domináns fajok egyszerűen hidratált CO2 molekulák. Megfontolható, hogy a szénsav egy diprotikus sav, amelyből kétféle só képződhet, nevezetesen hidrogén-karbonátok vagy hidrogén-karbonátok, amelyek HCO3-at és karbonátokat tartalmaznak, amelyek CO32-t tartalmaznak.-.

H2CO3 + H2O ⇌ H3O + + HCO3-

HCO3- + H2O ⇌ H3O + + CO32-

A szénsav sav-bázis viselkedése azonban függ az egyes reakciók különböző sebességétől, valamint a rendszer pH-jától való függésétől. Például 8-nál alacsonyabb pH-nál a fő reakciók és azok relatív sebessége a következő:

• CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (lassú)
• H2CO3 + OH- ⇌ HCO3- + H2O (gyors)

A pH 10 felett a következő reakciók fontosak:

• CO2 + OH- CO HCO3- (lassú)
• HCO3- + OH- ⇌ CO32- + H2O (gyors)

A 8 és 10 közötti pH-értékek között a fenti egyensúlyi reakciók jelentősek (Zumdahl, 2008).

"Hipotetikus" szén-dioxid és vízsav

Egészen a közelmúltig a tudósok meg voltak győződve arról, hogy a szénsav nem stabil molekula.

Az Angewandte Chemie folyóiratban a német kutatók egy egyszerű pirolitikus eljárást vezettek be a gázfázisú szénsav előállítására, amely lehetővé tette a gázfázisú szénsav és monometil-észter spektroszkópiai jellemzését (Angewandte Chemie International Edition, 2014).

A szénsav csak egy másodperces kis frakciónál létezik, amikor a szén-dioxid vízben oldódik, mielőtt protonok és bikarbonát-anionok keverékévé válik.

Rövid élettartama ellenére a szénsav tartós hatást fejt ki a Föld légkörére és geológiájára, valamint az emberi testre..

Rövid élettartamának köszönhetően a szénsav részletes kémia rejtélyes volt. Az olyan kutatók, mint a Berkeley Lab, valamint a Kaliforniai Egyetem (UC) Berkeley segítenek a fátyol egyedülálló kísérletek sorozatának felemelésében.

Legutóbbi tanulmányukban kimutatták, hogy a gáznemű szén-dioxid-molekulák vízzel szolvatálódnak-e, hogy kezdeményezzék a szénsav- és bikarbonátot előállító protonátviteli kémiai anyagokat (Yarris, 2015).

1991-ben a NASA Goddard űrrepülési központjában (USA) tudósok sikerült szilárd mintákat készíteni H2CO3-ról. Ezt tették a víz és a szén-dioxid fagyasztott keverékének a nagy energiájú proton sugárzásnak való kitettetésével, majd melegítették, hogy eltávolítsák a felesleges vizet.

A maradt szénsav infravörös spektroszkópiával jellemezhető. Az a tény, hogy a szénsavat H2O + CO2 szilárd keverékének besugárzásával vagy a szárazjég egyedüli besugárzásával állítottuk elő.

Ez arra enged következtetni, hogy a H2CO3 megtalálható a világűrben vagy a Marson, ahol H2O és CO2 fagylaltok találhatók, valamint a kozmikus sugarak (Khanna, 1991)..

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A szénsav csak vizes oldatban van. A tiszta vegyületet nem lehetett elkülöníteni. Ez az oldat könnyen felismerhető, mert gáznemű szén-dioxidot tartalmaz, amely a vizes közegből kilép.

A molekulatömege 62,024 g / mol, sűrűsége 1,668 g / ml. A szénsav egy gyenge és instabil sav, amely részben hidrogénionok (H +) és hidrogén-karbonát-ionok (HCO3-) vízben disszociál, amelyek pKa értéke 3,6.

Diprotikus savként kétféle sót, karbonátot és bikarbonátot képezhet. A bázis feleslegéhez szénsav hozzáadásával hidrogén-karbonát sókat kapunk, míg a felesleges bázis hozzáadása szénsavhoz karbonát sókat eredményez (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017)..

A szénsav nem tekinthető mérgezőnek vagy veszélyesnek, és jelen van az emberi szervezetben. A nagy koncentrációnak való kitettség azonban irritálja a szemet és a légutakat.

alkalmazások

Michelle McGuire szerint Táplálkozási tudományok ésA karbonsav az erjesztett élelmiszerekben megtalálható a bomlást okozó baktériumok által termelt hulladék formájában.

Az élelmiszerekben előállított gázbuborékok általában a szénsav szén-dioxidja és az élelmiszer erjedésének jele. Példák az általánosan fogyasztott erjesztett élelmiszerekre a szójaszósz, miso leves, savanyú káposzta, koreai kimchi, tempeh, kefir és joghurt.

A fermentált szemek és zöldségek jótékony baktériumokat tartalmaznak, amelyek képesek a bélben lévő potenciálisan patogén mikroorganizmusok szabályozására és a B-12 és K vitaminok előállításának javítására..

Szénsav, szén-dioxid oldat vagy dihidrogén-karbonát keletkezik a víz karbonizálásának folyamata során. Az üdítőitalok és az üdítőitalok pezsgő aspektusáért felelős, ahogy azt az Élelmiszertudományi és Technológiai Szótár is jelzi.

A szénsav hozzájárul a szóda magas savtartalmához, de a finomított cukor és a foszforsav tartalma a fő felelős a savasságért (DUBOIS, 2016).

A szénsav számos más területen is felhasználható, mint például a gyógyszerek, kozmetikumok, műtrágyák, élelmiszer-feldolgozás, érzéstelenítők stb..

fontosság

A szénsav általában az óceánok, a tengerek, a tavak, a folyók és az eső vízében található, mert akkor keletkezik, amikor a légkörben elterjedt szén-dioxid vízzel érintkezik..

Még a gleccserek jégében is jelen van, bár kisebb mennyiségben. A szénsav nagyon gyenge sav, bár idővel hozzájárulhat az erózióhoz.

A légkörben a szén-dioxid növekedése több szén-dioxid keletkezését okozza az óceánokban, és részben az óceánok savasságának enyhe növekedését okozza az elmúlt száz évben..

A celluláris anyagcseréjéből származó szén-dioxid a szövetekben viszonylag magas koncentrációban található. A vérben diffundál, és a tüdőbe kerül, hogy kiürüljön a lejárt levegő.

A szén-dioxid sokkal jobban oldódik, mint az oxigén, és könnyen eloszlik a vörösvértestekbe. Reagál vízzel, hogy szénsavat képezzen, amely a vér lúgos pH-jában főként bikarbonát formájában jelenik meg (Robert S. Schwartz, 2016).

A szén-dioxid belép a vérbe és a szövetekbe, mivel a helyi részleges nyomás nagyobb, mint a szövetekben áramló részleges nyomás. Mivel a szén-dioxid belép a vérbe, vízzel kombinálva szénsav képződik, amely hidrogénionokra (H +) és hidrogén-karbonát-ionokra (HCO3-) disszociál..

A szén-dioxid szénsavvá való átalakítása viszonylag lassú folyamat. Azonban a vörösvérsejtekben jelen lévő fehérje enzim, a szénsav-anhidráz ezt a reakciót elég gyorsan katalizálja, hogy csak egy másodperces töredékben érhető el..

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

Mivel az enzim csak a vörösvértestek belsejében van jelen, a bikarbonát sokkal nagyobb mértékben halmozódik fel a vörösvértestekben, mint a plazmában..

A vér szén-dioxid, mint bikarbonát hordozó képességét fokozza a vörösvértestek membránján belüli ion transzportrendszer, amely egyidejűleg egy hidrogén-karbonát-ionot juttat ki a sejtből és a plazmába kloridionáért cserébe..

A két ion, egyidejűleg kloridcsere, egyidejű cseréje lehetővé teszi, hogy a plazmát bikarbonát tárolóhelyként használják anélkül, hogy megváltoztatnák a plazma vagy a vörösvértestek elektromos töltését.

A vér teljes szén-dioxid-tartalmának mindössze 26 százaléka van a vörösvérsejtekben bikarbonát formájában, míg a plazmában 62 százalék bikarbonát; azonban a legtöbb bikarbonát-ion először a sejten belül keletkezik, majd a plazmába kerül.

A reakció fordított sorrendje akkor következik be, amikor a vér eléri a tüdőt, ahol a szén-dioxid részleges nyomása alacsonyabb, mint a vérben. A szén-anhidáz által katalizált reakció a tüdőben megfordul, ahol a bikarbonátot CO2-ká alakítja át, és lehetővé teszi kiürítését (Neil S. Cherniack, 2015).

referenciák

1. Angewandte Chemie International Edition. (2014, szeptember 23.). Szénsav - és mégis létezik! A chemistryviews.org.
2. Szénsav képlet. (S. F.). A softschools.com webhelyről helyreállították.
3. DUBOIS, S. (2016. január 11.). Szénsav az élelmiszerekben. A livestrong.com webhelyről származik.
4. EMBL-EBI. (2016, január 27.). szénsav. Az ebi.ac.uk.
5. Emberi anyagcsere-adatbázis. (2017. március 2.). Szénsav. A (z) hmdb.ca fájlból származó. 
6. Khanna, M. M. (1991). A proton besugárzott H2O + CO2 jég infravörös és tömegspektrális vizsgálata: Karbonsav bizonyítéka. Spectrochimica Acta A rész: Molekuláris spektroszkópia 47. kötet, 2. kiadás, 255-262. A science.gsfc.nasa.gov.
7. (1991). Szénsav. A ncbi.nlm.nih.
8. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ ... (2017, március 11). PubChem összetett adatbázis; CID = 767. A pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
9. Neil S. Cherniack, e. a. (2015, március 20.). Emberi légzés A britannica.com-ból visszanyert.
10. Robert S. Schwartz, C. L. (2016, április 29.). Blood. A britannica.com-ból visszanyert.
11. Királyi Kémiai Társaság. (2015). Szénsav. Szerkesztve: chemspider.com.
12. Yarris, L. (2015, június 16.). A szénsav-rejtélyek feloldása. Lap forrása: newscenter.lbl.gov.
13. Zumdahl, S. S. (2008, augusztus 15.). Oxisav. A lap eredeti címe: britannica.com.