ácido carbónico, (H2CO3), un compuesto de los elementos hidrógeno, carbono y oxígeno. Se forma en pequeñas cantidades cuando su anhídrido, dióxido de Carbono (CO2), se disuelve en agua.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 Las especies predominantes son simplemente vagamente hidratado moléculas de CO2. El ácido carbónico puede considerarse un ácido diprótico del que se pueden formar dos series de sales, a saber, carbonatos de hidrógeno, que contienen HCO3—, y carbonatos, que contienen CO32−. H2CO3 + H2O H H3O + + HCO3 –
HCO3 – + H2O H H3O + + CO32-sin embargo, el comportamiento ácido-base del ácido carbónico depende de las diferentes tasas de algunas de las reacciones involucradas, así como su dependencia del pH del sistema., Por ejemplo, a un pH inferior a 8, Las reacciones principales y su velocidad relativa son las siguientes: CO2 + H2O H H2CO3 (lento)
H2CO3 + OH-H HCO3 – + H2O (rápido) por encima de pH 10 las siguientes reacciones son importantes: CO2 + OH− H HCO3− (lento)
HCO3− + OH− Co CO32− + H2O (rápido) entre los valores de pH de 8 y 10, todas las reacciones de equilibrio anteriores son significativas.
El ácido carbónico juega un papel en el montaje de cuevas y formaciones de cuevas como estalactitas y estalagmitas., Las cuevas más grandes y más comunes son las formadas por disolución de piedra caliza o dolomita por la acción de agua rica en ácido carbónico derivada de lluvias recientes. La calcita en estalactitas y estalagmitas se deriva de la piedra caliza suprayacente cerca de la interfaz lecho rocoso/suelo. El agua de lluvia que se infiltra a través del suelo absorbe el dióxido de carbono del suelo rico en dióxido de carbono y forma una solución diluida de ácido carbónico. Cuando esta agua ácida llega a la base del suelo, reacciona con la calcita en el lecho de roca caliza y toma parte de ella en solución., El agua continúa su curso descendente a través de articulaciones estrechas y fracturas en la zona insaturada con poca reacción química adicional. Cuando el agua emerge del techo de la cueva, el dióxido de carbono se pierde en la atmósfera de la cueva, y parte del carbonato de calcio se precipita. El agua infiltrante actúa como una bomba de calcita, retirándola de la parte superior de la roca madre y redepositándola en la cueva de abajo.
El ácido carbónico es importante en el transporte de dióxido de carbono en la sangre., El dióxido de carbono ingresa a la sangre en los tejidos porque su presión parcial local es mayor que su presión parcial en la sangre que fluye a través de los tejidos. A medida que el dióxido de carbono entra en la sangre, se combina con el agua para formar ácido carbónico, que se disocia en iones de hidrógeno (H+) e iones de bicarbonato (HCO3-). La acidez de la sangre se ve mínimamente afectada por los iones de hidrógeno liberados porque las proteínas de la sangre, especialmente la hemoglobina, son agentes amortiguadores eficaces. (Una solución tampón resiste el cambio en la acidez al combinarse con iones de hidrógeno añadidos y, esencialmente, inactivarlos., La conversión natural de dióxido de carbono a ácido carbónico es un proceso relativamente lento; sin embargo, la anhidrasa carbónica, una enzima proteica presente en el interior de los glóbulos rojos, cataliza esta reacción con suficiente rapidez que se logra en solo una fracción de segundo. Debido a que la enzima está presente solo dentro de los glóbulos rojos, el bicarbonato se acumula en mayor medida dentro de los glóbulos rojos que en el plasma., La capacidad de la sangre para transportar dióxido de carbono como bicarbonato se ve reforzada por un sistema de transporte de iones dentro de la membrana de los glóbulos rojos que mueve simultáneamente un ion bicarbonato fuera de la célula y en el plasma a cambio de un ion cloruro. El intercambio simultáneo de estos dos iones, conocido como el cambio de cloruro, permite que el plasma se utilice como un sitio de almacenamiento de bicarbonato sin cambiar la carga eléctrica del plasma o de los glóbulos rojos., Solo el 26 por ciento del contenido total de dióxido de carbono de la sangre existe como bicarbonato dentro de los glóbulos rojos, mientras que el 62 por ciento existe como bicarbonato en el plasma; sin embargo, la mayor parte de los iones de bicarbonato se produce primero dentro de la célula, luego se transporta al plasma. Una secuencia inversa de reacciones ocurre cuando la sangre llega al pulmón, donde la presión parcial de dióxido de carbono es menor que en la sangre.