De karbonsyre Det er en uorganisk forbindelse, selv om det er de som diskuterer at den faktisk er organisk, hvis kjemiske formel er HtoCO3. Det er derfor en diprotinsyre som er i stand til å donere to H-ioner+ til det vandige mediet for å generere to molekylære kationer H3ELLER+. Fra det oppstår de velkjente bikarbonationene (HCO3-) og karbonat (CO3to-).
Denne særegne syren, enkel, men samtidig involvert i systemer hvor mange arter deltar i en væske-damp-likevekt, er dannet av to grunnleggende uorganiske molekyler: vann og karbondioksid. Tilstedeværelsen av COto uoppløst observeres når det spruter i vannet som stiger opp mot overflaten.
Dette fenomenet ses veldig regelmessig i kullsyreholdige drikker og kullsyreholdig vann..
Når det gjelder karbonatisert eller kullsyreholdig vann (bildet ovenfor), har en slik mengde CO blitt oppløstto at dens damptrykk er mer enn det dobbelte av atmosfæretrykket. Når den ikke er avdekket, reduserer trykkforskjellen inne i flasken og utsiden løseligheten av COto, slik at boblene dukker opp som ender med å rømme fra væsken.
I mindre grad forekommer det samme i en hvilken som helst mengde ferskvann eller saltvann: ved oppvarming vil de frigjøre sitt oppløste CO-innhold.to.
COto Det er ikke bare oppløst, men gjennomgår transformasjoner i molekylet som gjør det til HtoCO3; en syre som har for lite levetid, men nok til å markere en målbar endring i pH i det vandige løsningsmediet, og også generere et unikt karbonatbuffersystem.
Artikkelindeks
Ovenfor har vi H-molekylettoCO3, representert med kuler og stenger. De røde kulene tilsvarer oksygenatomer, det svarte til karbonatomet og det hvite til hydrogenatomene.
Merk at med utgangspunkt i bildet kan du skrive en annen gyldig formel for denne syren: CO (OH)to, hvor CO blir karbonylgruppen, C = O, bundet til to hydroksylgrupper, OH. Siden det er to OH-grupper som er i stand til å donere hydrogenatomene sine, er det nå forstått hvor H-ionene kommer fra+ utgitt til midten.
Vær også oppmerksom på at formelen CO (OH)to kan skrives som OHCOOH; det vil si av RCOOH-typen, hvor R i dette tilfellet er en OH-gruppe.
Det er av denne grunn, i tillegg til at molekylet består av oksygen, hydrogen og karbonatomer, altfor vanlig i organisk kjemi, at karbonsyre av noen anses å være en organisk forbindelse. Imidlertid vil det i avsnittet om syntese forklares hvorfor andre anser det som uorganisk og ikke-organisk..
Av H-molekylettoCO3 Det kan kommenteres at geometrien er et trigonalplan, med karbon i midten av trekanten. I to av sine hjørner har den OH-grupper, som er hydrogenbindingsgivere; og i den andre gjenværende, et oksygenatom i gruppen C = O, akseptor av hydrogenbindinger.
Dermed har HtoCO3 har en sterk tendens til å samhandle med protiske eller oksygenerte (og nitrogenholdige) løsemidler.
Og tilfeldigvis oppfyller vann disse to egenskapene, og slik er H affinitettoCO3 for henne som nesten umiddelbart gir henne en H+ og en hydrolyse-likevekt begynner å bli etablert som involverer HCO-arten3- og H3ELLER+.
Derfor nedbryter bare tilstedeværelsen av vann karbonsyre og gjør isolasjonen som en ren forbindelse for komplisert..
Går tilbake til H-molekylettoCO3, ikke bare er den flat, i stand til hydrogenbinding, men den kan også presentere cis-trans-isomeri; Dette er, på bildet har vi cis-isomeren, med de to H-ene som peker i samme retning, mens de i trans-isomeren vil peke i motsatte retninger.
Cis-isomeren er den mer stabile av de to, og det er derfor den eneste som vanligvis er representert.
Et rent fast stoff av HtoCO3 Den består av en krystallinsk struktur sammensatt av lag eller ark av molekyler som samhandler med laterale hydrogenbindinger. Dette er å forvente med molekylet HtoCO3 flat og trekantet. Ved sublimering er sykliske dimerer (HtoCO3)to, som er forbundet med to hydrogenbindinger C = O - OH.
Symmetrien til H-krystallenetoCO3 har ikke klart å definere for øyeblikket. Det ble ansett å krystallisere som to polymorfe: α-HtoCO3 og β- HtoCO3. Imidlertid α-HtoCO3, syntetisert med utgangspunkt i en blanding av CH3COOH-COto, det ble vist at det faktisk var CH3OCOOH: en monometylester av karbonsyre.
Det ble nevnt at HtoCO3 det er en diprotinsyre, så den kan donere to H-ioner+ til et medium som godtar dem. Når dette mediet er vann, er ligningene for dets dissosiasjon eller hydrolyse:
HtoCO3(ac) + HtoO (l) <=> HCO3-(ac) + H3ELLER+(ac) (Ka1 = 2,5 × 10−4)
HCO3-(ac) + HtoO (l) <=> CO3to-(ac) + H3ELLER+(ac) (Kato = 4,69 × 10−11)
HCO3- er bikarbonat- eller hydrogenkarbonatanionet, og CO3to- karbonatanionen. Også angitt er deres respektive likevektskonstanter, Ka1 og Kato. Å være Kato fem millioner ganger mindre enn Ka1, dannelsen og konsentrasjonen av CO3to- de er foraktelige.
Dermed, selv om det er en diprotinsyre, den andre H+ det kan knapt frigjøre det merkbart. Imidlertid er tilstedeværelsen av COto oppløst i store mengder er det nok å forsure mediet; i dette tilfellet vannet, senker pH-verdiene (under 7).
Å snakke om karbonsyre er å referere praktisk talt til en vandig løsning der HCO-arten dominerer3- og H3ELLER+; den kan ikke isoleres ved konvensjonelle metoder, da det minste forsøk vil forandre likevekten av CO-løselighetto til dannelsen av bobler som ville rømme fra vannet.
Karbonsyre er en av de enkleste forbindelsene å syntetisere. Hvordan? Den enkleste metoden er å boble luften vi puster ut, med et sugerør eller halm. Fordi vi i det vesentlige puster ut COto, Dette vil boble i vannet og oppløse en liten brøkdel av det.
Når vi gjør dette, oppstår følgende reaksjon:
COto(g) + HtoO (l) <=> HtoCO3(ac)
Men i sin tur må løseligheten av CO vurderes.to i vann:
COto(g) <=> COto(ac)
Både COto som HtoO er uorganiske molekyler, så HtoCO3 det er uorganisk fra dette synspunktet.
Som et resultat har vi et system i likevekt som er sterkt avhengig av partialtrykket til COto, så vel som væskens temperatur.
For eksempel hvis trykket på COto øker (i tilfelle vi blåser luften med mer kraft gjennom halmen), vil mer H bli dannettoCO3 og pH vil bli surere; siden den første likevekten skifter til høyre.
På den annen side, hvis vi varmer opp løsningen av HtoCO3, det vil redusere løseligheten av COto i vann fordi det er en gass, og likevekten vil da skifte til venstre (det vil være mindre HtoCO3). Det vil være likt hvis vi prøver å bruke et vakuum: COto det vil unnslippe så vel som vannmolekylene, som vil forskyve likevekten til venstre igjen.
Ovennevnte lar oss komme til en konklusjon: fra en løsning av HtoCO3 det er ingen måte å syntetisere denne syren som et rent fast stoff ved en konvensjonell metode. Imidlertid har det blitt gjort siden 90-tallet i forrige århundre, med utgangspunkt i faste blandinger av COto og HtoELLER.
Til denne faste blandingen COto-HtoEller med 50% bombarderes den med protoner (en type kosmisk stråling), slik at ingen av de to komponentene vil unnslippe og dannelsen av H oppstårtoCO3. En blanding av CH har også blitt brukt til dette formålet.3OH-COto (husk α-HtoCO3).
En annen metode er å gjøre det samme, men å bruke tørris direkte, ikke noe mer..
Av de tre metodene var NASA-forskere i stand til å komme til en konklusjon: ren karbonsyre, fast eller gassformig, kan eksistere i de isete satellittene til Jupiter, i marsbreen og i kometer, hvor slike faste blandinger konstant bestråles av kosmiske stråler..
Karbonsyre i seg selv er en ubrukelig forbindelse. Fra løsningene kan buffere basert på HCO-parene imidlertid tilberedes.3-/ CO3to- eller HtoCO3/ HCO3-.
Takket være disse løsningene og virkningen av karbonanhydraseenzymet, som er tilstede i røde blodlegemer, COto produsert i respirasjon kan transporteres i blodet til lungene, der det endelig frigjøres for å puste ut utenfor kroppen vår.
Boblingen av COto den brukes til å gi brus den behagelige og karakteristiske følelsen de etterlater i halsen når de drikker dem.
Likeledes tilstedeværelsen av HtoCO3 Det har geologisk betydning i dannelsen av kalksteinstalaktitter, da det sakte oppløses til de har sin spisse overflate..
Og på den annen side kan løsningene brukes til å fremstille noen metalliske bikarbonater; selv om det for dette er mer lønnsomt og lettere å bruke et bikarbonatsalt (NaHCO3, for eksempel).
Karbonsyre har så lav levetid under normale forhold (de anslår rundt 300 nanosekunder) at den er praktisk talt ufarlig for miljøet og levende vesener. Imidlertid, som sagt tidligere, innebærer dette ikke at det ikke kan generere en bekymringsfull endring i pH i havvann, som påvirker marine fauna..
På den annen side finnes den virkelige “risikoen” i inntaket av kullsyreholdig vann, siden mengden COto oppløst i dem er mye høyere enn i vanlig vann. Imidlertid er det ingen studier som har vist at drikking av kullsyreholdig vann representerer en livstruende risiko; hvis de til og med anbefaler det for å faste og bekjempe fordøyelsesbesvær.
Den eneste negative effekten som observeres hos de som drikker dette vannet, er følelsen av metthet når magen fylles med gasser. Utenfor dette (for ikke å nevne brus, siden de består av mye mer enn bare karbonsyre), kan det sies at denne forbindelsen ikke er giftig i det hele tatt.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.