Wodorowęglan - Bicarbonate

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Dwuwęglan
Szkieletowy wzór wodorowęglanu z wyraźnym dodatkiem wodoru
Kulka i sztyft z dwuwęglanu
Nazwy
Systematyczna nazwa IUPAC
Hydroksydodioksydowęglan (1−)
Inne nazwy
Wodorowęglan
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
3DMet
3903504
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
49249
KEGG
UNII
  • InChI = 1S / CH2O3 / c2-1 (3) 4 / h (H2,2,3,4) / p-1  czek Y
    Klucz: BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M  czek Y
  • OC ([O -]) = O
Nieruchomości
HCO -
3
Masa cząsteczkowa 61,0168 g mol -1
log P -0,82
Kwasowość (p K a ) 10.3
Podstawowość (p K b ) 7.7
Kwas sprzężony Kwas węglowy
Baza koniugatu Węglan
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencje Infobox

W chemii nieorganicznej , wodorowęglan ( IUPAC -recommended nomenklatury: wodorowęglan ) stanowi kształtka pośrednia w deprotonowanie z kwasem węglowym . Jest to anion poliatomowy o wzorze chemicznym H C O -
3
.

Wodorowęglan odgrywa kluczową rolę biochemiczną w fizjologicznym układzie buforowania pH .

Termin „wodorowęglan” został wymyślony w 1814 roku przez angielskiego chemika Williama Hyde Wollastona . Przedrostek „bi” w „wodorowęglanie” pochodzi z przestarzałego systemu nazewnictwa i jest oparty na obserwacji, że jest dwa razy więcej węglanów ( CO 2
3
) na jon sodu w wodorowęglanie sodu ( NaHCO 3 ) i innych wodorowęglanach niż w węglanie sodu (Na 2 CO 3 ) i innych węglanach. Nazwa nadal pozostaje banalną nazwą .

Zgodnie z artykułem w Wikipedii IUPAC nomenklatura chemii nieorganicznej , przedrostek  bi– jest przestarzałym sposobem wskazania obecności pojedynczego  jonu wodorowego . Zalecana dzisiaj nomenklatura nakazuje wyraźne odniesienie do obecności pojedynczego jonu wodorowego: wodorowęglanu sodu lub węglanu sodu . Równoległym przykładem jest wodorosiarczyn sodu (NaHSO 3 ).

Właściwości chemiczne

Jon wodorowęglanowy (jon wodorowęglanowy) jest anionem o empirycznym wzorze HCO -
3
i masie cząsteczkowej 61,01  daltonów ; składa się z jednego centralnego atomu węgla otoczonego trzema atomami tlenu w układzie trygonalnym planarnym , z atomem wodoru przyłączonym do jednego z atomów tlenu. Jest izoelektroniczny z kwasem azotowym   HNO
3
. Jon wodorowęglanowy ma ujemny ładunek formalny i jest gatunkiem amfiprotycznym, który ma zarówno właściwości kwasowe, jak i zasadowe. Jest to zarówno sprzężonej zasady z kwasem węglowym   H
2
WSPÓŁ
3
; i skoniugowany kwas o CO 2
3
, jon węglanowy , jak pokazują te reakcje równowagi :

WSPÓŁ 2
3
+ 2 H 2 O ⇌ HCO -
3
+ H 2 O + OH - ⇌ H 2 CO 3 + 2 OH -
H 2 CO 3 + 2 H 2 O ⇌ HCO -
3
+ H 3 O + + H 2 O ⇌ CO 2
3
+ 2 H 3 O + .

Sól wodorowęglanowa tworzy się, gdy dodatnio naładowany jon przyłącza się do ujemnie naładowanych atomów tlenu tego jonu, tworząc związek jonowy . Wiele wodorowęglanów jest rozpuszczalnych w wodzie w standardowej temperaturze i ciśnieniu ; w szczególności wodorowęglan sodu przyczynia się do całkowitej ilości rozpuszczonych ciał stałych , co jest wspólnym parametrem oceny jakości wody .

Rola fizjologiczna

CO 2 powstały jako produkt odpadowy utleniania cukrów w mitochondriach reaguje z wodą w reakcji katalizowanej przez anhydrazę węglanową, tworząc H 2 CO 3 , który jest w równowadze z kationem H + i anionem HCO 3 - . Następnie jest przenoszony do płuc, gdzie zachodzi reakcja odwrotna i uwalnia się gaz CO 2 . W nerce (po lewej) komórki (kolor zielony) wyściełające kanalik proksymalny zachowują wodorowęglan, transportując go z przesączu kłębuszkowego w świetle (kolor żółty) nefronu z powrotem do krwi (kolor czerwony). Dla uproszczenia pominięto dokładną stechiometrię w nerkach.

Wodorowęglan ( HCO -
3
) jest istotnym składnikiem systemu buforowania pH organizmu człowieka (utrzymanie homeostazy kwasowo-zasadowej ). 70% -75% CO 2 w organizmie przekształca się kwas węglowy (H 2 CO 3 ), który jest skoniugowany kwas z HCO -
3
i może szybko się w to zmienić.

Z kwasem węglowym, co centralnych pośrednich gatunków , wodorowęglan - w połączeniu z wodą, jony wodoru i dwutlenku węgla, - formuje ten układ buforujący, który utrzymuje się w stanie równowagi trwałej wymagane zapewnienie szybkiego odporność na zmiany pH w obu kwasowych i zasadowych kierunkach . Jest to szczególnie ważne w celu ochrony tkanek w ośrodkowym układzie nerwowym , w którym wartość pH zmienia się zbyt daleko poza normalny zakres, w obu kierunkach może okazać się fatalne (patrz kwasica lub zasadowicę ).

Wodorowęglan służy również w układzie pokarmowym. Podnosi wewnętrzne pH żołądka po zakończeniu trawienia pokarmu przez silnie kwaśne soki trawienne. Wodorowęglan reguluje również pH w jelicie cienkim. Jest uwalniany z trzustki w odpowiedzi na hormon sekretynę, aby zneutralizować kwaśną treść pokarmową wchodzącą do dwunastnicy z żołądka.

Wodorowęglan w środowisku

Wodorowęglan jest dominującą formą rozpuszczonego węgla nieorganicznego w wodzie morskiej i większości wód słodkich. Jako taki jest ważnym pochłaniaczem w obiegu węgla .

W ekologii słodkowodnej silna aktywność fotosyntetyczna roślin słodkowodnych w świetle dziennym uwalnia gazowy tlen do wody i jednocześnie wytwarza jony wodorowęglanowe. Przesuwają one pH w górę, aż w pewnych okolicznościach stopień zasadowości może stać się toksyczny dla niektórych organizmów lub może spowodować toksyczność innych składników chemicznych, takich jak amoniak . W ciemności, kiedy nie zachodzi fotosynteza, procesy oddychania uwalniają dwutlenek węgla i nie powstają nowe jony wodorowęglanowe, co powoduje gwałtowny spadek pH.

Inne zastosowania

Najczęstszym soli wodorowęglanowej jonu wodorowęglan sodu , NaHCO 3 , co jest powszechnie znane jako soda oczyszczona . Po podgrzaniu lub wystawieniu na działanie kwasu, takiego jak kwas octowy ( ocet ), wodorowęglan sodu uwalnia dwutlenek węgla . Jest używany jako środek spulchniający w pieczeniu .

Przepływ jonów wodorowęglanowych ze skał zwietrzałych przez kwas węglowy w wodzie deszczowej jest ważną częścią obiegu węgla .

Wodorowęglan amonu jest używany do produkcji herbatników trawiennych .

Diagnostyka

W medycynie diagnostycznej The wartość krwi wodorowęglanu jest jednym z kilku wskaźników stanu równowagi kwasowo-zasadowej fizjologicznych w organizmie. Jest mierzony wraz z dwutlenkiem węgla , chlorkami , potasem i sodem , aby ocenić poziomy elektrolitów w teście panelowym elektrolitów (który ma aktualną terminologię proceduralną , CPT, kod 80051).

Parametr Standardowe stężenie wodorowęglanów (SBC e ) to stężenie wodorowęglanów we krwi przy P a CO 2 wynoszącym 40 mmHg (5,33 kPa), pełnym nasyceniu tlenem i 36 ° C.

Zakresy odniesienia dla badań krwi , porównujące zawartość wodorowęglanów we krwi (pokazane na niebiesko po prawej stronie) z innymi składnikami.

Związki wodorowęglanowe

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne