De kolsyra Det är en oorganisk förening, även om det finns de som diskuterar att den faktiskt är organisk, vars kemiska formel är HtvåCO3. Det är därför en diprotinsyra som kan donera två H-joner+ till det vattenhaltiga mediet för att generera två molekylära katjoner H3ELLER+. Från det uppstår de välkända bikarbonatjonerna (HCO3-) och karbonat (CO3två-).
Denna märkliga syra, enkel men samtidigt involverad i system där många arter deltar i en vätska-ånga-jämvikt, bildas av två grundläggande oorganiska molekyler: vatten och koldioxid. Närvaron av COtvå oupplöst observeras när det bubblar i vattnet som stiger mot ytan.
Detta fenomen ses mycket regelbundet i kolsyrade drycker och kolsyrat vatten..
När det gäller kolsyrat eller kolsyrat vatten (bilden ovan) har en sådan mängd CO lösts upptvå att dess ångtryck är mer än dubbelt så högt som atmosfärstrycket. När det inte är täckt minskar tryckskillnaden inuti flaskan och utsidan lösligheten av COtvå, så bubblorna dyker upp som slutar fly från vätskan.
I mindre utsträckning förekommer detsamma i alla kroppar av färskt eller saltvatten: vid uppvärmning frigör de sitt upplösta CO-innehåll.två.
COtvå Det är inte bara upplöst utan genomgår omvandlingar i sin molekyl som gör det till HtvåCO3; en syra som har för lite livstid, men tillräckligt för att markera en mätbar förändring av pH i dess vattenhaltiga lösningsmedelsmedium, och också generera ett unikt karbonatbuffersystem.
Artikelindex
Ovan har vi H-molekylentvåCO3, representerade med sfärer och stänger. De röda sfärerna motsvarar syreatomerna, de svarta till kolatomen och de vita till väteatomerna.
Observera att med utgångspunkt från bilden kan du skriva en annan giltig formel för denna syra: CO (OH)två, där CO blir karbonylgruppen, C = O, kopplad till två hydroxylgrupper, OH. Eftersom det finns två OH-grupper som kan donera sina väteatomer är det nu underförstått var H-jonerna kommer ifrån+ släpptes till mitten.
Observera också att formeln CO (OH)två kan skrivas som OHCOOH; av RCOOH-typ, där R i detta fall är en OH-grupp.
Det är av denna anledning, förutom det faktum att molekylen består av syre, väte och kolatomer, alltför vanligt inom organisk kemi, att kolsyra av vissa anses vara en organisk förening. Men i avsnittet om dess syntes kommer det att förklaras varför andra anser att det är oorganiskt och icke-organiskt..
Av H-molekylentvåCO3 Det kan kommenteras att dess geometri är ett trigonalplan, med kolet i mitten av triangeln. I två av dess hörnpunkter har den OH-grupper, som är vätebindningsgivare; och i den andra kvarvarande, en syreatom i gruppen C = O, acceptor av vätebindningar.
Således har HtvåCO3 har en stark tendens att interagera med protiska eller syresatta (och kvävehaltiga) lösningsmedel.
Och av en tillfällighet uppfyller vatten dessa två egenskaper, och sådan är affiniteten hos HtvåCO3 för henne som nästan omedelbart ger henne en H+ och en hydrolysjämvikt börjar upprättas som involverar HCO-arten3- och H3ELLER+.
Det är därför som blott närvaron av vatten sönderdelar kolsyra och gör dess isolering som en ren förening för komplicerad..
Återgår till H-molekylentvåCO3, det är inte bara platt, kan vätebindning, men det kan också uppvisa cis-trans-isomerism; Detta är, på bilden har vi cis-isomeren, med de två H-pekarna i samma riktning, medan de i trans-isomeren skulle peka i motsatta riktningar.
Cis-isomeren är den stabilare av de två, och det är därför den är den enda som vanligtvis representeras.
En ren fast substans av HtvåCO3 Den består av en kristallstruktur bestående av skikt eller ark av molekyler som interagerar med laterala vätebindningar. Detta kan förväntas med molekylen HtvåCO3 platt och triangulär. Vid sublimering cykliska dimerer (HtvåCO3)två, som är förenade av två vätebindningar C = O-OH.
H-kristallernas symmetritvåCO3 har inte kunnat definiera för tillfället. Det ansågs kristallisera som två polymorfer: a-HtvåCO3 och β- HtvåCO3. Emellertid α-HtvåCO3, syntetiserad utgående från en blandning av CH3COOH-COtvå, det visade sig vara faktiskt CH3OCOOH: en monometylester av kolsyra.
Nämndes att HtvåCO3 det är en diprotinsyra, så den kan donera två H-joner+ till ett medium som accepterar dem. När detta medium är vatten är ekvationerna för dess dissociation eller hydrolys:
HtvåCO3(ac) + HtvåO (l) <=> HCO3-(ac) + H3ELLER+(ac) (Ka1 = 2,5 × 10−4)
HCO3-(ac) + HtvåO (l) <=> CO3två-(ac) + H3ELLER+(ac) (Katvå = 4,69 × 10−11)
HCO3- är bikarbonat- eller vätekarbonatanjonen och CO3två- karbonatanjonen. Dessutom anges deras respektive jämviktskonstanter, Ka1 och Katvå. Att vara Katvå fem miljoner gånger mindre än Ka1, bildandet och koncentrationen av CO3två- de är föraktliga.
Således, även om det är en diprotinsyra, den andra H+ det kan knappt släppa det märkbart. Emellertid förekomsten av COtvå upplöst i stora mängder är det tillräckligt att sura mediet; i detta fall vattnet, sänker dess pH-värden (under 7).
Att tala om kolsyra är att praktiskt taget hänvisa till en vattenlösning där HCO-arten dominerar3- och H3ELLER+; det kan inte isoleras med konventionella metoder, eftersom det minsta försöket skulle flytta jämvikten i CO-löslighettvå till bildandet av bubblor som skulle fly från vattnet.
Kolsyra är en av de enklaste föreningarna att syntetisera. Hur? Den enklaste metoden är att bubbla, med hjälp av sugrör eller halm, luften som vi andas ut i en volym vatten. Eftersom vi i huvudsak andas ut COtvå, Detta kommer att bubbla i vattnet och lösa upp en liten del av det.
När vi gör detta inträffar följande reaktion:
COtvå(g) + HtvåO (l) <=> HtvåCO3(ac)
Men i sin tur måste CO: s löslighet övervägas.två i vatten:
COtvå(g) <=> COtvå(ac)
Både COtvå som HtvåO är oorganiska molekyler, så HtvåCO3 det är oorganiskt ur denna synvinkel.
Som ett resultat har vi ett system i jämvikt som är mycket beroende av partialtrycket av COtvå, liksom vätskans temperatur.
Till exempel om trycket på COtvå ökar (om vi blåser luften med mer kraft genom sugröret) kommer mer H att bildastvåCO3 och pH blir surare; eftersom den första jämvikten förskjuts till höger.
Å andra sidan, om vi värmer lösningen av HtvåCO3, det kommer att minska lösligheten av COtvå i vatten eftersom det är en gas, och jämvikten kommer sedan att förskjutas åt vänster (det blir mindre HtvåCO3). Det kommer att vara liknande om vi försöker använda ett vakuum: COtvå det kommer att fly såväl som vattenmolekylerna, vilket skulle flytta jämvikten åt vänster igen.
Ovanstående låter oss nå en slutsats: från en lösning av HtvåCO3 det finns inget sätt att syntetisera denna syra som en ren fast substans med en konventionell metod. Det har dock gjorts sedan 90-talet under förra seklet, med utgångspunkt från fasta blandningar av COtvå och HtvåELLER.
Till denna fasta blandning COtvå-HtvåEller med 50% bombarderas den med protoner (en typ av kosmisk strålning), så att ingen av de två komponenterna kommer undan och bildandet av H inträffartvåCO3. En blandning av CH har också använts för detta ändamål.3OH-COtvå (kom ihåg α-HtvåCO3).
En annan metod är att göra detsamma men att använda torris direkt, inget mer..
Av de tre metoderna kunde NASA-forskare nå en slutsats: ren kolsyra, fast eller gasformig, kan existera i de isiga satelliterna i Jupiter, i marsglaciärer och i kometer, där sådana fasta blandningar konstant bestrålas av kosmiska strålar..
Kolsyra i sig är en värdelös förening. Från dess lösningar kan dock buffertar baserade på HCO-paren beredas.3-/ CO3två- eller HtvåCO3/ HCO3-.
Tack vare dessa lösningar och verkan av kolsyreanhydrasenzymet, som finns i röda blodkroppar, COtvå produceras i andning kan transporteras i blodet till lungorna, där det äntligen släpps ut för att andas ut utanför vår kropp.
Den bubblande av COtvå den används för att ge läskedrycker den trevliga och karakteristiska känsla som de lämnar i halsen när de dricker dem.
Likaså närvaron av HtvåCO3 Det har geologisk betydelse vid bildandet av kalkstenstalaktiter, eftersom det långsamt löser upp dem tills de har sin spetsiga yta..
Och å andra sidan kan dess lösningar användas för att bereda några metalliska bikarbonater; även om det för detta är mer lönsamt och lättare att direkt använda ett bikarbonatsalt (NaHCO3, till exempel).
Kolsyra har så låg livslängd under normala förhållanden (de uppskattar cirka 300 nanosekunder) att det är praktiskt taget ofarligt för miljön och levande varelser. Men som sagt tidigare innebär detta inte att det inte kan generera en oroande förändring av pH i havsvatten, vilket påverkar den marina faunan..
Å andra sidan finns den verkliga "risken" i intaget av kolsyrat vatten, eftersom mängden COtvå löst i dem är mycket högre än i normalt vatten. Men återigen finns det inga studier som har visat att dricka kolsyrat vatten utgör en livshotande risk; om de ens rekommenderar det för att snabbt och bekämpa matsmältningsbesvär.
Den enda negativa effekten som observerats hos dem som dricker detta vatten är känslan av mättnad, eftersom magen fylls med gaser. Utanför detta (för att inte nämna läsk, eftersom de består av mycket mer än bara kolsyra), kan man säga att denna förening inte är giftig alls.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.