Въглеродна киселина: Разлика между версии

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

Интерактивен преглед на историята

← По-стара редакция По-нова редакция →

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание

ВизуаленУикитекст

Линейно

Версия от 09:37, 30 август 2021

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 свойства

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

Химични свойста

Въгеродният доксид 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]

Соли

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.

Значение

В кръвта

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 океан

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 геологията

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

В хранително-вкусовата промишленост

Въглеродна киселина се съдържа в много газирани напитки.

Източници

↑ ^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]

@@ Ред 23: / Ред 23: @@
 }}
+'''Въглеродната киселина''' е химично съединение на въглерода с химична формула '''H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>'''. Тя е нетрайна и не може да съществува в свободно състояние.<ref name=":0">{{Цитат книга|last=доц. Иванов|first=Иван|last2=проф. Върбанова|first2=Санка|title=Неорганична химия|year=1973|publisher=Земиздат|location=София|pages=215}}</ref> Разпада се на на [[въглероден диоксид]] във [[вода]]. Нейните соли, [[Карбонат|карбонати]] и [[Хидрогенкарбонат|хидрогенкарбонати]], са стабилни. Въглеродният диоксид е нейн анхидрид.
-'''Въглеродната киселина''' е химично съединение с химична формула '''H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>'''. В природата непрекъснато се образува въглеродна киселина при разтварянето на [[въглероден диоксид]] във [[вода]]: ''H<sub>2</sub>O+CO<sub>2</sub>->H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>''. При 20&nbsp;°C един обем вода разтваря 0,88 обема СО<sub>2</sub>. 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. Молекулите на въглеродната киселина са нетрайни и във воден разтвор се разпадат:
+При 20°C един обем вода разтваря 0,88 обема СО<sub>2</sub>.
-:<math>CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow 2H^++ CO_3^2-</math>
-Наличието на водородни йони е причина въглеродната киселина да променя цвета на [[лакмус]]а в бледорозово. Въглеродна киселина се съдържа в много газирани напитки.
+Наличието на водородни йони е причина въглеродната киселина да променя цвета на [[лакмус]]а в бледорозово.
+== Физични свойства ==
-Въглеродната киселина е слаба киселина и образува два вида [[соли]]: [[карбонат]]и и [[бикарбонат]]и. В геологията тя е причината [[варовик]]а да се разтваря, произвеждайки [[калциев бикарбонат]], което води до образуването на [[сталактит]]и и [[сталагмит]]и.
+{{Раздел-мъниче}}
+== Химични свойста ==
-== Роля в кръвта ==
+Въгеродният доксид е анхидрид на въглеродната киселина. От разтвореното количество във водата само една малка част реагира и образува киселината, а останалата част остава като хидратиран CO<sub>2</sub>.<ref name=":1">{{Цитат книга|last=Киркова|first=Елена|title=Химия на елементите и техните съединения|year=2013|publisher=Университетско издателство „Св. Климент Охридски“|location=София|isbn=978-954-07-3504-7|pages=198 – 203}}</ref> Взаимодействието между CO<sub>2</sub> и H<sub>2</sub>O 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 H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> е бавен, а нейната дисоцияция е бърза:
-Бикарбонатът е посредник при транспорта на CO<sub>2</sub> извън тялото чрез респираторен [[газообмен]]. Реакцията на хидратация на CO<sub>2</sub> обикновено е много бавна без [[катализатор]], но [[Червени кръвни телца|червените кръвни телца]] играят тази роля, ускорявайки реакцията и произвеждайки бикаборнат (HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>), разтворен в [[Кръвна плазма|плазмата]]. Тази реакция се обръща в белите дробове, където карбонатът става пак на CO<sub>2</sub>. Този баланс играе важна роля в поддържането на [[Буфер (разтвор)|буфер]] в кръвта на бозайниците.
+<chem>CO2 + H2O <=> H2CO3</chem> (бавен),
-== Роля в световния океан ==
+<chem>H2CO3 + H2O <=> H3O^+ + HCO3^-</chem> (бърз).
+При pH > 10 процесите са наобратно.
+При голям излишък на OH<sup>-</sup> хидрогенкарбонатнит йон се неутрализира:<ref name=":1" />
+<chem>HCO3^- + OH^- -> CO3^2- + H2O</chem>.
+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.<ref name=":1" />
+=== Соли ===
+Солите на въглеродната киселина се наричат карбонати и хидрогенкарбонати. Всички хидрогенкарбонати се разтворими във вода.<ref name=":0" /> Карбронатите са малкоразтворими вещества с изключение на (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, Tl<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>  и алкалните карбонати без LiCO<sub>3</sub>.<ref name=":1" />
+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 ''sp''<sup>2</sup>-хибридно състояние. Кислородните атоми са разположени по върховете на равностранен триъглъник, определен от трите хибридни атоми. Електронната плътност на двойките електрони на ''sp<sup>2</sup>-''хбиридните свързващи орбитали на трите двуцентрови връзки C–O е с кратност единица – тези връзки са локализирани.<ref name=":1" />
+Карбонатният йон запазва планарната си структура в кристалната решетка на карбонатите и здраво е свързан с металните йони.
+== Значение ==
+=== В кръвта ===
+Хидрогенкарбонатният йон е посредник при транспорта на CO<sub>2</sub> извън тялото чрез респираторен [[газообмен]]. Реакцията на хидратация на CO<sub>2</sub> обикновено е много бавна без [[катализатор]], но [[Червени кръвни телца|червените кръвни телца]] играят тази роля, ускорявайки реакцията и произвеждайки хидрогенкаборнатен йон (HCO{{Индекси|b=3|p=-}}), разтворен в [[Кръвна плазма|плазмата]]. Тази реакция се обръща в белите дробове, където карбонатът става пак на CO<sub>2</sub>. Този баланс играе важна роля в поддържането на [[Буфер (разтвор)|буфер]] в кръвта на бозайниците.
+=== В световния океан ===
 [[Световният океан]] е погълнал почти половината CO<sub>2</sub>, отделян от хората чрез горене на изкопаеми горива.<ref name=sabine>{{cite journal|last=Sabine |first=C. L. |year=2004 |title=The Oceanic Sink for Anthropogenic CO<sub>2</sub> |url=https://web.archive.org/web/20080706143710/http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/305/5682/367 |journal=Science |volume=305 |issue=5682 |pages=367 – 371 |doi=10.1126/science.1097403 |pmid=15256665 |display-authors=etal 6 юли 2008}}</ref> 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 [[Основа (химия)|алкален]].<ref>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.</ref>
+=== В геологията ===
+В геологията въглеродната киселина е причината [[варовик]]а да се разтваря, произвеждайки калциев дихидрогенкарбонат, което води до образуването на [[сталактит]]и и [[сталагмит]]и.
+=== В хранително-вкусовата промишленост ===
+Въглеродна киселина се съдържа в много газирани напитки.
 == Източници ==