books carbonic acid
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
حمض الكربونيك (Info)
حمض الكربونيك هو الحمض يوجد في المحاليل الناتجة عن حل غاز ثنائي أكسيد الكربون في الماء، وله الصيغة الكيميائية H2CO3. أملاح حمض الكربونيك هي البيكربونات -HCO3 والكربونات CO32− ، وهو من الأحماض الضعيفة. يلعب حمض الكربونيك دوراً أساسياً في ضبط pH الوسط بالنسبة للماء والدم في الجسم.
التحضير
إن انحلالية غاز ثنائي أكسيد الكربون في الماء جيدة بالمقارنة بغاز مثل الأكسجين أو النيتروجين. ويتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء تفاعلا قليلا (فقط حوالي 0.2% وذلك حسب درجة الحرارة) ويكون في حالة توازن كيميائي معه حسب المعادلة:
- CO2 + H2O ⇌ H2CO3
يكون ثابت توازن تفاعل الإماهة عند الدرجة 25°س Kh= 1.70×10−3، مما يدل على أن قسماً ضئيلا فقط من غاز ثنائي أكسيد الكربون يتحول إلى حمض الكربونيك، في حين أن الباقي يبقى على شكل جزيئات في الماء.
تفاعلات التوازن
كما ذكر أعلاه فإن غاز ثنائي أكسيد الكربون المنحل في الماء يكون على توازن مع حمض الكربونيك:
- CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (1)
بما أن حمض الكربونيك حمض ثنائي الوظيفة الحمضية (يملك بروتونين) فإنه تجري له عملية انحلال (تأين أو تشرد) على مرحلتين، في الأولى يتخلى عن واحد من بروتوناته:
H2CO3 + H2O ⇌ HCO3- + H3O + (2)
تكون قيمة ثابت انحلال الحمض pKa في التفاعل أعلاه 3.88، وهي قيمة تقارن مع تلك لحمض الخليك، إلا أنه نتيجة لصعوبة تحديد تركيز حمض الكربونيك الناتج من المعادلة (1)، فإنه يجري جمع كل من المعادلتين (1) و(2) لتعطي المعادلة التالية:
CO2 + 2H2O ⇌ H3O + + HCO3 - (3)
والتي تكون قيمة ثابت انحلال الحمض فيها 6.55، وهي القيمة المقاسة.
في خطوة الانحلال الثانية لحمض الكربونيك تتشكل أملاح الكربونات حسب المعادلة:
HCO3 - + H2O ⇌ CO3 2- + H3O + (4)
يكون لثابت انحلال الحمض في الخطوة الثانية قيمة تبلغ 10.5.
تأثير قيمة الأس الهيدروجيني على تركيب محاليل حمض الكربونيك
عند درجة حرارة معينة فإن تركيب محاليل حمض الكربونيك يتعلق بشكل رئيسي بالضغط الجزئي لغاز ثنائي أكسيد الكربون فوق المحلول. لمعرفة النسب المكونة لحمض الكربونيك حسابياً، يجب الأخذ بعين الاعتبار لكل من ثوابت التوازن بين الأنواع المختلفة الموجودة ضمن المحلول وهي (H2CO3 و HCO3− و CO32−)، بالإضافة إلى ثوابت توازن تفاعل الإماهة بين CO2 المنحل وH2CO3 مع اعتبار وجود نسبة ثابتة من ، وباعتماد العلاقة التالية بين غاز CO2 المنحل و CO2 الغازي الموجود فوق المحلول:
- CO2(غاز) ↔ CO2(محلول) حيث حيث kH=29.76 atm/(mol/L) عند 25 °C (ثابت هنري
