炭酸 、(H二何3)、へ 化合物 元素の水素、炭素、および酸素。無水物、二酸化炭素(CO二)、に溶解します 水 。
何二+ H二O⇌H二何3優勢な種は単に緩く水和したCOです二分子。炭酸は、HCOを含む2つの一連の塩、つまり炭酸水素塩を形成できる二塩基酸と見なすことができます。3-、および炭酸塩、COを含む32-。H二何3+ H二O⇌H3または++ HCO3-
HCO3-+ H二O⇌H3または++ CO32-ただし、炭酸の酸塩基挙動は、関連するいくつかの反応の速度の違い、およびシステムのpHへの依存性に依存します。たとえば、pHが8未満の場合、主な反応とその相対速度は次のようになります。何二+ H二O⇌H二何3(スロー)
H二何3+ OH-HCO3-+ H二O(速い)pH 10を超えると、次の反応が重要になります。何二+ OH-HCO3-(スロー)
HCO3-+ OH-⇌CO32-+ H二O(速い)8と10のpH値の間で、上記のすべて 平衡 反応は重要です。
炭酸は、鍾乳石や石筍のような洞窟や洞窟の形成の組み立てに役割を果たします。最大かつ最も一般的な洞窟は、 石灰岩 または最近の降雨に由来する炭酸が豊富な水の作用によるドロマイト。鍾乳石と石筍の方解石は、岩盤と土壌の境界面近くにある石灰岩に由来します。土壌に浸透した雨水は、二酸化炭素が豊富な土壌から二酸化炭素を吸収し、希薄な土壌を形成します 解決 炭酸の。この酸性水が土壌の底に達すると、石灰岩の岩盤にある方解石と反応し、その一部を溶解します。水は、それ以上の化学反応をほとんど伴わずに、不飽和帯の狭い節理と破砕を通って下降経路を続けます。洞窟の屋根から水が出ると、二酸化炭素が洞窟の大気中に失われ、炭酸カルシウムの一部が沈殿します。浸透する水は方解石ポンプとして機能し、岩盤の上部からそれを取り除き、下の洞窟に再堆積します。
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炭酸は、血液中の二酸化炭素の輸送に重要です。二酸化炭素は、その局所的な分圧が組織を流れる血液の分圧よりも大きいため、組織内の血液に入ります。二酸化炭素が血液に入ると、水と結合して炭酸を形成し、それが水素イオン(H+)および重炭酸イオン(HCO3-)。血液タンパク質、特にヘモグロビンは効果的な緩衝剤であるため、血液の酸性度は放出された水素イオンによる影響を最小限に抑えます。 (A バッファ 溶液は、追加された水素イオンと結合し、本質的にそれらを不活性化することにより、酸性度の変化に抵抗します。)二酸化炭素から炭酸への自然な変換は比較的遅いプロセスです。しかし、赤血球内に存在するタンパク質酵素である炭酸脱水酵素は、ほんの一瞬で達成されるのに十分な速さでこの反応を触媒します。酵素は赤血球内にのみ存在するため、重炭酸塩は血漿中よりも赤血球内にはるかに多く蓄積します。重炭酸塩として二酸化炭素を運ぶ血液の能力は 強化 赤血球膜内のイオン輸送システムによって、塩化物イオンと引き換えに重炭酸イオンを細胞から血漿に同時に移動させます。塩化物シフトとして知られるこれら2つのイオンの同時交換により、プラズマを変更せずに重炭酸塩の貯蔵場所として使用できます。 電荷 血漿または赤血球のいずれかの。血液の総二酸化炭素含有量のわずか26%が赤血球内に重炭酸塩として存在し、62%が血漿中に重炭酸塩として存在します。ただし、重炭酸イオンの大部分は最初にセル内で生成され、次にプラズマに輸送されます。血液が肺に到達すると、逆の反応シーケンスが発生します。肺では、二酸化炭素の分圧が血液よりも低くなります。
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