Ácido Carbónico

Ácido Carbónico Información general Nombre,símbolo,número: H2CO3 Serie química: Hidróxido no Metálico.

El ácido carbónico es un ácidoanhídrido del óxido de carbono (IV) (CO₂). El ácido carbónico puede atacar a muchos de los minerales que comúnmente forman las rocas, descomponiéndolos. Su composición es H₂CO₃. También es llamado trioxocarbonato (IV) de hidrógeno o ácido trioxocarbónico (IV).

Estado Natural

El ácido carbónico se encuentra en la atmósfera en estado normal en concentraciones que varían desde 0,03 hasta 0,06 %. También se encuentra disuelto en el agua de manantial, que en ocasiones está cargada de este gas a presión de forma efervescente. Se desprende en grandes cantidades por los respiraderos y fisuras de la corteza terrestre en las zonas volcánicas. El gas se encuentra también presente en el aire espirado y su concentración aumenta en la atmósfera de una habitación llena de gente.

En su producción industrial, los gases de combustión se enfrían y depuran pasando por una torres de absorción. En el proceso Girbotol es absorbido mediante etanolamina, y en el proceso álcali-carbonato mediante un álcali. Cuando la fuente de producción es un proceso de fermentación el gas es tratado con un depurador húmedo y carbón activado antes de pasar al compresor.

Propiedades

Físicas

• Nombre IUPAC: Ácido trioxocarbónico (IV)

• Otros nombres Trioxocarbonato (IV) de hidrógeno

• Fórmula semidesarrollada H₂CO₃

• Fórmula molecular H₂CO₃

• Estado de agregación Líquido

• Apariencia Incoloro

• Densidad 1000 kg/m3; 1 g/cm3

• Masa molar 62,03 g/mol

• Punto de fusión K (-273,15 °C)

• Punto de ebullición K (-273,15 °C)

Químicas

Es el producto de la reacción de agua y óxido de carbono (IV) y existe en equilibrio con este último, por ejemplo, en el agua gasificada o la sangre. No es posible obtener ácido carbónico puro ya que la presencia de una sola molécula de agua catalizaría su descomposición inmediata en óxido de carbono (IV) y agua. Sin embargo, se calcula que en ausencia absoluta de agua sería estable.

En disolución, el ácido carbónico puede perder uno o dos protones. Retirando el primer protón forma el ionhidrogenocarbonato (o bicarbonato); retirando el segundo protón forma el ion carbonato.

H₂CO₃ → HCO₃^- + H⁺ (pKd = 6.35)

HCO₃- → CO₃^2- + H⁺ (pKd = 10.33)

Cuando el ácido carbónico se combina con átomos, radicales positivos o una base, pueden formarse sales como carbonatos o hidrogenocarbonatos. Por ejemplo, combinado con cal (óxido de calcio) constituye mármol y tiza (carbonato de calcio).

El ácido carbónico está presente en las limonadas. En una forma más diluida desempeña un papel principal en la formación de cuevas. Este ácido opera como buffer en la solución lograda para sanitizar el agua cuando es el único medio operante, el ácido carbónico más fuerte, es el sulfato ácido de arcadio.

El H₂CO₃ está presente en las bebidas gaseosas como Coca-Cola o Fanta.

Las sales y ésteres del ácido carbónico se les denominan carbonatos

Obtención

Es el á. que se forma por disolución del dióxido de carbono, CO2, en agua. La solubilidad del dióxido de carbono en agua es importante, según se indica a continuación:

• 0° 10° 20° 25° 60° C

• 171 119 88 75,7 36 Vol. de CO₂ a una atm. por 100 vol. de agua

Estas soluciones se comportan como un á. débil, enrojeciendo moderadamente el papel de tornasol, y contienen el á. carbónico, H₂CO₃, formado en la reacción.

CO₂ + H₂O = H₂CO₃

De estas disoluciones no se puede aislar el á. c., ya que en la deshidratación (evaporación o congelación) se desprende el CO₂ por rebasarse su solubilidad en agua. Con ello la reacción (a) se desplaza hacia la izquierda y el H₂CO₃ se descompone. Sin embargo, se ha demostrado que el H₂CO₃ existe como una entidad estable en éter anhidro a -30° C cuando se añade HCl a una dispersión etérea de NaHCO3 a -30° C. De este medio puede separarse por enfriamiento a -78°C un eterato de fórmula H₂CO3(C2H5)2O que se descompone a -10°C.

En el á. c. y sus sales (carbonatos) el carbono se encuentra coordinado por tres oxígenos, de modo que los cuatro átomos del grupo CO3= son coplanares. La configuración electrónica corresponde a la resonancia entre las tres estructuras principales A, B, C:

Efectos sobre la salud

En los animales con pulmones, el sistema amortiguador carbónico/bicarbonato es especialmente efectivo. En estos animales, el H₂CO₃ del plasma sanguíneo está en equilibrio con el CO2 gaseoso presente en el espacio aéreo de los pulmones, lo que supone una reserva prácticamente ilimitada de CO2 que puede participar en el equilibrio. En este sistema tampón tienen lugar 3 equilibrios reversibles entre el CO2 gaseoso de los pulmones y el bicarbonato disuelto en la sangre

Efectos en humanos

• Intoxicación por anhídrido carbónico — Efectos tóxicos producidos por la inhalación de cantidades excesivas de anhídrido carbónico. El anhídrido carbónico es un estimulante respiratorio, aunque también es asfixiante.

• Presión parcial de anhídrido carbónico — Porción de la presión gaseosa sanguínea total ejercida por el anhídrido carbónico. Las presiones normales de anhídrido carbónico en sangre arterial oscilan entre 35 y 45 mm Hg; en sangre venosa, entre 40 y 45 mm Hg.

• Acidosis por anhídrido carbónico — Trastorno en el cual el anhídrido carbónico retenido en los pulmones aumenta la acidez de los líquidos corporales.

Aplicaciones

Industria

Se utiliza en la industria en forma gaseosa: para fabricación de bebidas carbónicas, jardinería de calidad en invernaderos (aditivo atmosférico),industria química, soldadura al arco... en forma líquida: equipos de extinción de incendios, cámaras de refrigeración...o bien sólida: como hielo seco para fabricación de helados y alimentos congelados, uso en laboratorios y hospitales...

Medicina

El bicarbonato es un tampón fundamental en el organismo y normalmente está presente en los fluidos biológicos como bicarbonato sódico (siendo el sodio el principal ion positivo en los fluidos extracelulares). ¿Qué características del bicarbonato sódico contribuyen a su eficacia como tampón biológico?

• El ion bicarbonato (HCO₃^-) se puede combinar con un protón (H⁺) para formar ácido carbónico (H₂CO₃), absorbiendo así protones de la disolución y elevando el pH sanguíneo.

• El ácido carbónico, que se puede formar a partir de CO₂ y agua, puede disociarse en H+ y HCO₃^- para proporcionar H⁺ y bajar el pH sanguíneo.

• El ácido carbónico, que se puede formar a partir del bicarbonato, se convierte en CO2 y agua mediante una reacción enzimática muy rápida.

• El CO₂, por ser volátil, puede ser rápidamente eliminado del organismo en cantidades variables mediante la respiración.

Fuente

• Química General Rafael león

• Química Inorgánica Tomo I Adolfo Ponjuan - Blanco

Enlaces externos

• CO₂