Ácido carbónico

Ácido carbónico , (H₂QUÉ₃), a compuesto de los elementos hidrógeno, carbono y oxígeno. Se forma en pequeñas cantidades cuando su anhídrido, dióxido de carbono (CO₂), se disuelve en agua .

QUÉ₂+ H₂O ⇌ H₂QUÉ₃Las especies predominantes son simplemente CO poco hidratado.₂moléculas . Se puede considerar que el ácido carbónico es un ácido diprótico a partir del cual se pueden formar dos series de sales, a saber, hidrogenocarbonatos, que contienen HCO.₃⁻y carbonatos, que contienen CO₃²⁻.H₂QUÉ₃+ H₂O ⇌ H₃O⁺+ HCO₃⁻
HCO₃⁻+ H₂O ⇌ H₃O⁺+ CO₃²⁻Sin embargo, el comportamiento ácido-base del ácido carbónico depende de las diferentes velocidades de algunas de las reacciones involucradas, así como de su dependencia del pH del sistema. Por ejemplo, a un pH inferior a 8, las reacciones principales y su velocidad relativa son las siguientes:QUÉ₂+ H₂O ⇌ H₂QUÉ₃(lento)
H₂QUÉ₃+ OH⁻HCO₃⁻+ H₂O (rápido)Por encima de pH 10, las siguientes reacciones son importantes:QUÉ₂+ OH⁻HCO₃⁻(lento)
HCO₃⁻+ OH⁻⇌ CO₃²⁻+ H₂O (rápido)Entre valores de pH de 8 y 10, todo lo anterior equilibrio las reacciones son significativas.

El ácido carbónico juega un papel en el ensamblaje de cuevas y formaciones de cuevas como estalactitas y estalagmitas. Las cuevas más grandes y comunes son las formadas por disolución de caliza o dolomita por la acción de agua rica en ácido carbónico derivado de lluvias recientes. La calcita en estalactitas y estalagmitas se deriva de la piedra caliza suprayacente cerca de la interfaz lecho rocoso / suelo. El agua de lluvia que se infiltra a través del suelo absorbe dióxido de carbono del suelo rico en dióxido de carbono y forma un diluido solución de ácido carbónico. Cuando esta agua ácida llega a la base del suelo, reacciona con la calcita del lecho de roca caliza y disuelve parte de ella. El agua continúa su curso descendente a través de juntas estrechas y fracturas en la zona insaturada con poca reacción química adicional. Cuando el agua emerge del techo de la cueva, el dióxido de carbono se pierde en la atmósfera de la cueva y se precipita parte del carbonato de calcio. El agua que se infiltra actúa como una bomba de calcita, eliminándola de la parte superior del lecho de roca y volviéndola a depositar en la cueva de abajo.

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El ácido carbónico es importante en el transporte de dióxido de carbono en la sangre. El dióxido de carbono ingresa a la sangre en los tejidos porque su presión parcial local es mayor que su presión parcial en la sangre que fluye a través de los tejidos. A medida que el dióxido de carbono ingresa a la sangre, se combina con el agua para formar ácido carbónico, que se disocia en iones de hidrógeno (H⁺) e iones de bicarbonato (HCO₃^-). La acidez de la sangre se ve mínimamente afectada por los iones de hidrógeno liberados porque las proteínas de la sangre, especialmente la hemoglobina, son agentes amortiguadores eficaces. (A buffer la solución resiste el cambio de acidez al combinarse con iones de hidrógeno añadidos y, esencialmente, inactivarlos.) La conversión natural de dióxido de carbono en ácido carbónico es un proceso relativamente lento; sin embargo, la anhidrasa carbónica, una enzima proteica presente en el interior del glóbulo rojo, cataliza esta reacción con suficiente rapidez para que se lleve a cabo en solo una fracción de segundo. Debido a que la enzima está presente solo dentro del glóbulo rojo, el bicarbonato se acumula en un grado mucho mayor dentro del glóbulo rojo que en el plasma. La capacidad de la sangre para transportar dióxido de carbono como bicarbonato es mejorado mediante un sistema de transporte de iones dentro de la membrana de los glóbulos rojos que simultáneamente mueve un ión bicarbonato fuera de la célula y al plasma a cambio de un ión cloruro. El intercambio simultáneo de estos dos iones, conocido como desplazamiento de cloruro, permite que el plasma se utilice como lugar de almacenamiento de bicarbonato sin cambiar la carga eléctrica del plasma o del glóbulo rojo. Sólo el 26 por ciento del contenido total de dióxido de carbono de la sangre existe como bicarbonato dentro de los glóbulos rojos, mientras que el 62 por ciento existe como bicarbonato en el plasma; sin embargo, la mayor parte de los iones de bicarbonato se produce primero dentro de la célula y luego se transporta al plasma. Se produce una secuencia inversa de reacciones cuando la sangre llega al pulmón, donde la presión parcial de dióxido de carbono es menor que en la sangre.