Xrthnty

碳酸;
; ;	; ;
	; IUPAC名; Carbonic acid;
别名;	二氧化碳水溶液; 碳酸氢; 羟基甲酸;
识别;
; CAS号;	; 463-79-6
; ChemSpider;	; 747;
; SMILES;	; ; ; O=C(O)O; ;
; InChI;	; ; ; 1/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4); ;
; InChIKey;	; BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYAU;
; ChEBI;	; 28976;
; KEGG;	; C01353;
性质;
; 化学式;	; H2CO3;
; 摩尔质量;	62.03 g/mol g·mol⁻¹;
外观;	無色水溶液;
; 密度;	1.668 g/cm3
; 溶解性（水）;	只存在水溶液中;
; 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（英语：Carbonic acid），原來也稱揮發酸（Volatile acid）和呼吸酸（Respiratory acid），^[1] 化學式為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，^[2]方程式如下：

CO₂ + H₂O

H₂CO₃

該反應在常溫下的平衡常數是K_h=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。

生物体内的碳酸

碳酸在生物体内至关重要，代谢和胃酸分泌过程中都需要碳酸。

血液中的碳酸

在哺乳動物的血液中，碳酸在血液中所佔的角色非常重要。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。^[1]^[3]

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。^[4]

碳酸在胃酸分泌中的作用

碳酸在胃酸的分泌中占了重要的作用，碳酸和氯化物可以经过以下化学反应成为盐酸（胃酸的主要成分之一）、碳酸根和钠或钾的正离子（以下正离子为钠）：

H₂CO₃ + NaCl → HCl + Na⁺ + HCO₃^-

碳酸的酸性

碳酸是一種二元酸，其电离分為兩步：

displaystyle rm H_2CO_3rightleftharpoons HCO_3^-+H^+

K_a1 = 4.3×10^-7 mol/L; pK_a1 = 6.37 (25 °C)

displaystyle rm HCO_3^-rightleftharpoons CO_3^2-+H^+

K_a2 = 4.8×10^-11 mol/L; pK_a2 = 10.32 (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：

displaystyle rm CO_2+H_2Orightleftharpoons HCO_3^-+H^+

K_a = 4.30×10^-7 mol/L; pK_a = 6.36

這個值被稱為碳酸的解離常數。

参考文献

^ ^1.0^1.1 Acid-Base Physiology 2.1 - Acid-Base Balance by Kerry Brandis

^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan., Chemistry of the Elements 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann: 310, 1997, ISBN 0080379419

^ "excretion." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2010.

^ Badger MR, Price GD. The role of carbonic anhydrase in photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Bio. 1994, 45: 369–392. doi:10.1146/annurev.pp.45.060194.002101.

参见

碳酸根

碳酸鹽、碳酸氫鹽

无机酸列表

碳酸水

二氧化碳

[RespiratoryAcid-1] 1.0^1.1 Acid-Base Physiology 2.1 - Acid-Base Balance by Kerry Brandis

[2] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan., Chemistry of the Elements 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann: 310, 1997, ISBN 0080379419

[3] "excretion." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2010.

[pmid9336012-4] Badger MR, Price GD. The role of carbonic anhydrase in photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Bio. 1994, 45: 369–392. doi:10.1146/annurev.pp.45.060194.002101.

搜尋此網誌