 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК Гидроксидодиоксидокарбонат (1-) [1] | |
| Другие имена Гидрокарбонат [1] | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| 3DMet | |
| 3903504 | |
| ЧЭБИ | |
| ЧЭМБЛ | |
| ChemSpider | |
| 49249 | |
| КЕГГ | |
PubChem CID | |
| UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| HCO- 3 | |
| Молярная масса | 61,0168 г моль -1 |
| журнал P | -0,82 |
| Кислотность (p K a ) | 10,3 |
| Основность (p K b ) | 7,7 |
| Конъюгированная кислота | Угольная кислота |
| Основание конъюгата | Карбонат |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
В неорганической химии , бикарбонат ( ИЮПАК -recommended номенклатура: гидрокарбонат [2] ) является промежуточной формой в депротонирования из угольной кислоты . Это многоатомный анион с химической формулой H C O-
3.
Бикарбонат играет важную биохимическую роль в буферной системе физиологического pH . [3]
Термин «бикарбонат» был придуман в 1814 году английским химиком Уильямом Хайдом Волластоном . [4] Приставка «би» в слове «бикарбонат» происходит от устаревшей системы именования и основывается на наблюдении, что карбоната в два раза больше ( CO2-
3) на ион натрия в бикарбонате натрия (NaHCO 3 ) и других бикарбонатах, чем в карбонате натрия (Na 2 CO 3 ) и других карбонатах. [5] Имя продолжает жить как банальное имя .
Согласно статье в Википедии « Номенклатура неорганической химии ИЮПАК» , префикс bi– является устаревшим способом обозначения присутствия единственного иона водорода . [ Циркулярная ссылка ] Рекомендуемая сегодня номенклатура требует явной ссылки на присутствие единственного иона водорода: гидрокарбоната натрия или карбоната натрия . Параллельным примером является бисульфит натрия (NaHSO 3 ).
Химические свойства [ править ]
Бикарбонат-ион (гидрокарбонат-ион) представляет собой анион с эмпирической формулой HCO-
3и молекулярная масса 61,01 дальтон ; он состоит из одного центрального атома углерода, окруженного тремя атомами кислорода в тригональном плоском расположении, с атомом водорода, присоединенным к одному из атомов кислорода. Он изоэлектронен с азотной кислотой HNO
3. Бикарбонат-ион несет один отрицательный формальный заряд и является амфипротической разновидностью, которая обладает как кислотными, так и основными свойствами. Это и сопряженное основание из угольной кислоты H
2CO
3; и конъюгат кислоты из CO2-
3, карбонат- ион, как показано этими равновесными реакциями:
- CO2-
3+ 2 H 2 O ⇌ HCO-
3+ H 2 O + OH - ⇌ H 2 CO 3 + 2 OH -
- H 2 CO 3 + 2 H 2 O HCO-
3+ H 3 O + + H 2 O ⇌ CO2-
3+ 2 H 3 O + .
Бикарбонатная соль образуется, когда положительно заряженный ион присоединяется к отрицательно заряженным атомам кислорода иона, образуя ионное соединение . Многие бикарбонаты растворимы в воде при стандартной температуре и давлении ; в частности, бикарбонат натрия способствует общему количеству растворенных твердых веществ , что является общим параметром для оценки качества воды . [ необходима цитата ]
Физиологическая роль [ править ]
Бикарбонат ( HCO-
3) является жизненно важным компонентом буферной системы pH [3] человеческого тела (поддерживает кислотно-щелочной гомеостаз ). 70% -75% СО 2 в организме превращается в угольную кислоту (Н 2 СО 3 ), которая является сопряженной кислоты из HCO-
3 и может быстро в нее превратиться.
С угольной кислоты в качестве центральных промежуточных видов , бикарбоната - в сочетании с водой, ионами водорода и двуокиси углерода - формы эта буферизация система, которая поддерживается в летучем равновесии [3] требуется , чтобы обеспечить быструю устойчивость к изменениям рН в обоих кислой и основные направления. Это особенно важно для защиты тканей от центральной нервной системы , где рН изменяется слишком далеко за пределы нормального диапазона в любом направлении , может оказаться катастрофическими (см ацидоз или алкалоз ).
Бикарбонат также играет важную роль в пищеварительной системе. Он повышает внутренний pH желудка после того, как сильно кислые пищеварительные соки переваривают пищу. Бикарбонат также регулирует pH в тонком кишечнике. Он высвобождается из поджелудочной железы в ответ на гормон секретин, нейтрализующий кислый химус, попадающий в двенадцатиперстную кишку из желудка. [6]
Бикарбонат в окружающей среде [ править ]
Бикарбонат является доминирующей формой растворенного неорганического углерода в морской воде [7] и в большинстве пресных вод. Таким образом, он является важным поглотителем углеродного цикла .
В пресноводной экологии сильная фотосинтетическая активность пресноводных растений при дневном свете выделяет в воду газообразный кислород и в то же время производит ионы бикарбоната. Они сдвигают pH вверх до тех пор, пока при определенных обстоятельствах степень щелочности не станет токсичной для некоторых организмов или не сделает токсичными другие химические компоненты, такие как аммиак . В темноте, когда не происходит фотосинтеза, процессы дыхания выделяют углекислый газ, и новые ионы бикарбоната не образуются, что приводит к быстрому падению pH.
Другое использование [ править ]
Самая распространенная соль бикарбонат-иона - это бикарбонат натрия , NaHCO 3 , который широко известен как пищевая сода . При нагревании или воздействии кислоты, такой как уксусная кислота ( уксус ), бикарбонат натрия выделяет диоксид углерода . Он используется в качестве разрыхлителя в выпечке .
Поток ионов бикарбоната из горных пород, выветриваемых углекислотой в дождевой воде, является важной частью углеродного цикла .
Бикарбонат аммония используется в производстве печенья для пищеварения .
Диагностика [ править ]
В диагностической медицине содержание бикарбоната в крови является одним из нескольких индикаторов состояния кислотно-щелочной физиологии в организме. Она измеряется вместе с диоксидом углерода , хлорид , калия и натрия , для оценки электролита уровней в панели электролита тест (который имеет Текущий Процедурный Терминология , CPT, код 80051).
Параметр стандартной концентрации бикарбоната (SBC e ) представляет собой концентрацию бикарбоната в крови при P a CO 2, равном 40 мм рт. Ст. (5,33 кПа), полном насыщении кислородом и температуре 36 ° C. [8]
Бикарбонатные соединения [ править ]
- Бикарбонат натрия
- Бикарбонат калия
- Бикарбонат цезия
- Бикарбонат магния
- Бикарбонат кальция
- Бикарбонат аммония
- Угольная кислота
См. Также [ править ]
- Углекислый газ
- Карбонат
- Карбоангидраза
- Жесткая вода
- Газ артериальной крови
Ссылки [ править ]
- ^ a b «гидрокарбонат (CHEBI: 17544)» . Химические объекты, представляющие биологический интерес (ChEBI) . Великобритания: Европейский институт биоинформатики. Имена ИЮПАК. Архивировано 07 июня 2015 года.
- ^ Номенклатура рекомендаций ИЮПАК по неорганической химии 2005 г. (PDF) , ИЮПАК, стр. 137, архивировано (PDF) из оригинала 18.05.2017
- ^ a b c «Клинические корреляты уровней pH: бикарбонат в качестве буфера» . Biology.arizona.edu. Октябрь 2006. Архивировано 31 мая 2015 года.
- ^ Уильям Хайд Волластон (1814) «Синоптическая шкала химических эквивалентов», « Философские труды Королевского общества» , 104 : 1-22. На странице 11 Волластон вводит термин «бикарбонат»: «Следующий вопрос, который возникает, касается состава этого кристаллизованного карбоната калия, который я назвал бикарбонатом калия, чтобы более четко обозначить различие. между этой солью и тем, что обычно называют субкарбонатом, и для того, чтобы сразу обозначить двойную дозу угольной кислоты, содержащейся в ней ».
- ^ "Пищевая сода" . Ньютон - Спросите ученого . Аргоннская национальная лаборатория . Архивировано из оригинального 26 февраля 2015 года . Проверено 2 мая 2018 .
- ^ Берн и Леви, Принципы физиологии
- ^ "Химия закисления океана: OCB-OA" . www.whoi.edu . Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. 24 сентября 2012 года. Архивировано 19 мая 2017 года . Дата обращения 17 мая 2017 .
- ^ Кислотно-щелочной баланс (страница 3) Архивировано 13 июня 2002 г. в Wayback Machine.
Внешние ссылки [ править ]
 | Поищите бикарбонат в Викисловаре, бесплатном словаре. |
- Бикарбонаты в Национальной медицинской библиотеке США по предметным рубрикам по медицинским предметам (MeSH)
