碳酸
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| 碳酸 | |||
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| IUPAC中文名 | 碳酸 | ||
| 其它名稱 | 碳酸水、二氧化碳水溶液 | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | |||
| SMILES | C(=O)(O)O | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | H2CO3 | ||
| 摩爾質量 | 62.03 g mol-1 | ||
| 外觀 | 水溶液为无色液体 | ||
| 密度 | (稀溶液) 1.0 g/mL | ||
| 在水中的 溶解度 |
只在溶液中存在 | ||
| pKa | pKa1=6.36 pKa2=10.25 |
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| 若非注明,所有数据都依從国际单位制,以及来自标准状况(25 °C, 100 kPa)的条件。 化學品框的說明和參考文獻 |
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碳酸(Carbonic acid),西方舊稱“空氣酸”,化學式H2CO3,是酸的一種。二氧化碳(CO2)溶於水後,一部分二氧化碳會與水化合,形成碳酸。該反應是一個可逆反應,方程式如下:
- CO2 + H2O ↔ H2CO3
該反應在常溫下的平衡常數是Kh=1.70×10-3;因此大部分二氧化碳都不會參與反應。假若沒有催化劑存在,反應速率十分緩慢,其反應速率常數僅為0.039 s-1(正反應)以及23 s-1(逆反應)。
[编辑] 血液中的碳酸
在哺乳動物的血液中,碳酸的角色非常重要。當二氧化碳從細胞進入血液後,它會與水化合形成碳酸,其後被奪走一個H+,形成碳酸氫根離子(HCO3-)。碳酸氫根離子會進入紅血球,與另一個H+結合,再次形成碳酸。在肺中,碳酸中的水將被奪走,二氧化碳即從肺部釋出。
控制碳酸與二氧化碳間的反應平衡對於控制血液酸性的意義很重大。大多數生物具有一種名為碳酸酐酶的酶,它能有效地控制兩種化合物間的反應平衡。
[编辑] 碳酸的酸性
- H2CO3 ↔ HCO3- + H+
- Ka1 = 2.5×10-4 mol/L; pKa1 = 3.60 (25°C)
- HCO3- ↔ CO32- + H+
- Ka2 = 5.61×10-11 mol/L; pKa2 = 10.25 (25°C)
需要注意的是,以上所述值並不適用於實際估算碳酸的酸性,因為單個碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強。但實際上,碳酸分子只出現在二氧化碳和水的動態平衡中,其濃度比二氧化碳低得多,故酸度實際上較低,第一步反應可以記作:
- CO2 + H2O ↔ HCO3- + H+
- Ka = 4.30×10-7 mol/L; pKa = 6.36
這個值被稱為碳酸的解離常數。
[编辑] 参见
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| 氧化物—常见:CO2 • CO ; 其他: C3O2 • C2O • CO3 • C5O2 • C12O9 |
| 金属羰基化合物 • 碳酸 • 碳酸氢盐 • 碳酸盐 • 氰化物 • 氰酸盐 • 硫氰酸盐 • 异硫氰酸盐 • 碳化物 • 石墨化合物 |

