Acido carbonico, (H2CO3), un composto degli elementi idrogeno, carbonio e ossigeno. Si forma in piccole quantità quando la sua anidride, anidride carbonica (CO2), si dissolve in acqua.
CO2 + H2O H H2CO3 Le specie predominanti sono semplicemente molecole di CO2 vagamente idratate. L’acido carbonico può essere considerato un acido diprotico da cui si possono formare due serie di sali—vale a dire, carbonati di idrogeno, contenenti HCO3− e carbonati, contenenti CO32−. H2CO3 + H2O H H3O + + HCO3-
HCO3− + H2O CO H3O+ + CO32− Tuttavia, il comportamento acido-base dell’acido carbonico dipende dalle diverse velocità di alcune delle reazioni coinvolte, nonché dalla loro dipendenza dal pH del sistema., Per esempio, ad un pH inferiore a 8, le principali reazioni e la loro velocità relativa sono come segue: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (lento)
H2CO3 + OH− ⇌ HCO3− + H2O (veloce) al di Sopra di pH 10 le seguenti reazioni sono importanti: CO2 + OH− ⇌ HCO3− (lento)
HCO3− + OH− ⇌ CO32− + H2O (veloce) Tra i valori di pH a 8 e 10, tutte le reazioni di equilibrio significativo.
L’acido carbonico svolge un ruolo nell’assemblaggio di grotte e formazioni rupestri come stalattiti e stalagmiti., Le grotte più grandi e comuni sono quelle formate dalla dissoluzione di calcare o dolomite per azione di acqua ricca di acido carbonico derivata dalle recenti precipitazioni. La calcite nelle stalattiti e nelle stalagmiti deriva dal calcare sovrastante vicino all’interfaccia roccia/suolo. L’acqua piovana che si infiltra nel terreno assorbe anidride carbonica dal terreno ricco di anidride carbonica e forma una soluzione diluita di acido carbonico. Quando questa acqua acida raggiunge la base del terreno, reagisce con la calcite nella roccia calcarea e ne prende parte in soluzione., L’acqua continua il suo corso verso il basso attraverso articolazioni strette e fratture nella zona insatura con poca ulteriore reazione chimica. Quando l’acqua emerge dal tetto della grotta, l’anidride carbonica viene persa nell’atmosfera della grotta e parte del carbonato di calcio viene precipitato. L’acqua infiltrante agisce come una pompa di calcite, rimuovendola dalla parte superiore del substrato roccioso e ridepositandola nella grotta sottostante.
L’acido carbonico è importante nel trasporto di anidride carbonica nel sangue., L’anidride carbonica entra nel sangue nei tessuti perché la sua pressione parziale locale è maggiore della sua pressione parziale nel sangue che scorre attraverso i tessuti. Quando l’anidride carbonica entra nel sangue, si combina con l’acqua per formare acido carbonico, che si dissocia in ioni idrogeno (H+) e ioni bicarbonato (HCO3-). L’acidità del sangue è minimamente influenzata dagli ioni idrogeno rilasciati perché le proteine del sangue, in particolare l’emoglobina, sono efficaci agenti tampone. (Una soluzione tampone resiste al cambiamento di acidità combinandosi con ioni idrogeno aggiunti e, essenzialmente, inattivandoli.,) La conversione naturale dell’anidride carbonica in acido carbonico è un processo relativamente lento; tuttavia, l’anidrasi carbonica, un enzima proteico presente all’interno del globulo rosso, catalizza questa reazione con sufficiente rapidità che si realizza in solo una frazione di secondo. Poiché l’enzima è presente solo all’interno del globulo rosso, il bicarbonato si accumula in misura molto maggiore all’interno del globulo rosso rispetto al plasma., La capacità del sangue di trasportare anidride carbonica come bicarbonato è potenziata da un sistema di trasporto di ioni all’interno della membrana dei globuli rossi che sposta simultaneamente uno bic bicarbonato fuori dalla cellula e nel plasma in cambio di uno chloride cloruro. Lo scambio simultaneo di questi due ioni, noto come spostamento del cloruro, consente al plasma di essere utilizzato come sito di stoccaggio per il bicarbonato senza modificare la carica elettrica del plasma o del globulo rosso., Solo il 26% del contenuto totale di anidride carbonica nel sangue esiste come bicarbonato all’interno del globulo rosso, mentre il 62% esiste come bicarbonato nel plasma; tuttavia, la maggior parte degli ioni bicarbonato viene prima prodotta all’interno della cellula, quindi trasportata al plasma. Una sequenza inversa di reazioni si verifica quando il sangue raggiunge il polmone, dove la pressione parziale dell’anidride carbonica è inferiore rispetto al sangue.