碳酸

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碳酸
IUPAC名
Carbonic acid
别名 Carbon dioxide solution; Dihydrogen carbonate; acid of air; Aerial acid; Hydroxymethanoic acid
识别
CAS号 463-79-6
ChemSpider 747
SMILES
InChI
InChIKey BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYAU
ChEBI 28976
KEGG C01353
性质
化学式 H2CO3
摩尔质量 62.03 g/mol g·mol⁻¹
密度 1.668 g/cm3
溶解性 Exists only in solution
pKa 6.367 (pKa1), 10.32 (pKa2)
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。


碳酸Carbonic acid),原來也稱揮發酸,化學式H2CO3,是的一種。二氧化碳CO2)溶於後,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 + H2OH2CO3

該反應在常溫下的平衡常數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)。

碳酸是无机物。

血液中的碳酸[编辑]

哺乳動物血液中,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,它能有效地控制兩種化合物間的反應平衡。

碳酸的酸性[编辑]

碳酸是一種二元酸,其电离分為兩步:

H2CO3 ⇌ HCO3 + H+
Ka1 = 2.5×10-4 mol/L; pKa1 = 3.6 (25 °C)
HCO3 ⇌ CO32− + H+
Ka2 = 4.6×10-7 mol/L; pKa2 = 6.3 (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

参见[编辑]