Carbonic acid (Português)

Carbonic acid
Other names	Carbon dioxide solution
Identifiers
CAS number
SMILES	C(=O)(O)O
Properties
Molecular formula	H2CO3
Molar mass	62.,03 g/mol
Densidade	1,0 g/cm3 (solução diluída)
Solubilidade em água	só existe em solução
Acidez (pKa)	6.36 (ver texto) 10.25
Exceto onde indicado em contrário, são fornecidos dados para materiais em seu estado padrão (a 25 °C, 100 kPa)

o ácido Carbônico (antigo nome do ácido de ar ou aérea) ácido é um ácido fraco com a fórmula H2CO3., É formado em pequenas quantidades quando o dióxido de carbono é dissolvido em água, e geralmente é encontrado apenas em solução. Os sais dos ácidos carbônicos são chamados bicarbonatos (ou carbonatos de hidrogênio, quando o ânion é HCO3 -) e carbonatos (quando o ânion é CO32−).a presença de ácido carbónico no sangue e noutros fluidos corporais ajuda a controlar o nível de pH (acidez) desses fluidos.

solução em água

dióxido de carbono dissolvido em água está em equilíbrio com ácido carbónico:

CO2 + H2O The H2CO3

a constante de equilíbrio a 25°C é Kh= 1.,70×10-3, o que indica que a maioria do dióxido de carbono não é convertido em ácido carbônico e permanece como moléculas de CO2. Na ausência de um catalisador, o equilíbrio é alcançado muito lentamente.

as constantes de velocidade são 0,039 s-1 para a reação a frente (CO2 + H2O → H2CO3) e 23 S−1 para a reação reversa (H2CO3 → CO2 + H2O).

a Acidez do ácido carbônico

o ácido Carbônico tem dois ácidos de hidrogênio e, por isso, dois dissociação constantes:

H2CO3 ⇌ HCO3− + H+ Ka1 = 2.5×10-4 mol/L; pKa1 = 3.60 a 25 °C. HCO3− ⇌ CO32− + H+ Ac2 = 5.61×10-11 mol/L; pKa2 = 10.25 a 25 °C.,

deve ter-se cuidado ao citar e utilizar a primeira constante de dissociação do ácido carbónico. O valor citado acima é correto para a molécula H2CO3, e mostra que é um ácido mais forte do que Ácido acético ou ácido fórmico: isso pode ser esperado a partir da influência do substituinte de oxigênio eletronegativo. No entanto, o ácido carbônico só existe em solução em equilíbrio com o dióxido de carbono, e assim a concentração de H2CO3 é muito menor do que a concentração de CO2, reduzindo a acidez medida. A equação pode ser reescrita da seguinte forma (C. F., ácido sulfuroso):

CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+ Ka = 4.30×10-7 mol/L; pKa = 6.36. esta figura é citada como a constante de dissociação do ácido carbônico, embora isto seja Ambíguo: pode ser melhor referida como a constante de acidez do dióxido de carbono, pois é particularmente útil para calcular o pH das soluções de CO2.o ácido carbónico desempenha um papel muito importante no sangue dos mamíferos. É um intermediário durante a transferência de dióxido de carbono dos pulmões para o sangue e vice-versa., A conversão de dióxido de carbono em ácido carbônico é catalisada por uma enzima (anidrase carbônica), que aumenta a taxa de reação por um fator de quase um bilhão. O ácido carbônico dissocia – se no sangue (como em outras soluções), produzindo principalmente íons H+ E HCO3 – (bicarbonato). Esta dissociação é uma reação de equilíbrio e ajuda a controlar o nível de pH do sangue.

preparação do ácido carbónico puro

durante muito tempo, os investigadores consideraram impossível obter bicarbonato de hidrogénio puro (H2CO3) à temperatura ambiente (cerca de 20 °C, ou cerca de 70 °F)., No entanto, em 1991, cientistas do Goddard Space Flight Center (EUA) da NASA conseguiram fazer as primeiras amostras puras de H2CO3. Fizeram-no expondo uma mistura congelada de água e dióxido de carbono à radiação de alta energia, e depois aquecendo para remover o excesso de água. O ácido carbônico que permaneceu foi caracterizado por espectroscopia infravermelha.

a capacidade de produzir ácido carbônico irradiando uma mistura sólida de H2O e CO2 levou a sugestões de que H2CO3 pode ser encontrado no espaço exterior, onde gelo de H2O e CO2 são comuns, como são os raios cósmicos e luz ultravioleta, para ajudá-los a reagir.,

O mesmo ácido carbônico metamorfose (denotado beta-ácido carbônico) foi preparado por uma cryotechnique na Universidade de Innsbruck: camadas alternadas de vidro em solução aquosa de bicarbonato e ácido foram aquecidas em vácuo, o que faz com que protonation de bicarbonato, e o solvente foi posteriormente removido. Um segundo polimorfo (denotado ácido alfa-carbônico) foi preparado pela mesma técnica na Universidade de Innsbruck usando metanol ao invés de água como solvente.,os pesquisadores de Innsbruck relataram que o ácido carbônico puro e livre de água é altamente estável na fase gasosa, com uma semi-vida calculada de 180 mil anos. No entanto, de acordo com seus cálculos, a presença de uma única molécula de água faz com que uma molécula de ácido carbônico se decomponha rapidamente em dióxido de carbono e água.

o pH e a composição de uma solução de ácido carbônico

CO2(gás) ↔ CO2(dissolvido) com p C S 2 = 1 k H {\displaystyle \scriptstyle {\frac {}{p_{CO_{2}}}}={\frac {1}{k_{\mathrm {H} }}}}onde kH=29.,76 atm / (mol / L) a 25°C (constante Henry)

• vemos que na gama total de pressão, o pH é sempre muito inferior ao pKa2 de modo que a concentração de CO32 é sempre negligenciável em relação à concentração de HCO3. Com efeito, o CO32− não desempenha qualquer papel quantitativo no presente cálculo (ver observação infra).

• Para uma pressão de CO2, típico de um em soda garrafas de bebidas ( P C S 2 {\displaystyle \scriptstyle P_{CO_{2}}} ~ 2.5 atm), temos um relativamente meio ácido (pH = 3.7) com uma alta concentração de CO2 dissolvido., Estas características são responsáveis pelo sabor azedo e espumante destas bebidas.

• entre 2.5 e 10 atm, o pH cruza o valor de pKa1 (3.60) dando uma concentração dominante de H2CO3 (em relação a HCO3−) a altas pressões.,

Como mencionado acima, pode ser negligenciada por este problema específico, resultando no seguinte muito preciso expressão analítica para :

≃ ( 10 − 14 + K h K 1 k H p C O 2 ) 1 / 2 {\displaystyle \scriptstyle \simeq \left(10^{-14}+{\frac {K_{h}K_{a1}}{k_{\mathrm {H} }}}p_{CO_{2}}\right)^{1/2}}

Veja também:

• Ácido
• de Carbono
• dióxido de Carbono
• pH

Todos os links página visitada em 10 de janeiro de 2017.porque é que a existência de ácido carbónico foi injustamente posta em causa durante tanto tempo?,