koolzuur (H2CO3), een verbinding van de elementen waterstof, koolstof en zuurstof. Het wordt in kleine hoeveelheden gevormd wanneer zijn anhydride, kooldioxide (CO2), oplost in water.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 de overheersende soorten zijn eenvoudig losjes gehydrateerde CO2-moleculen. Koolzuur kan worden beschouwd als een diprotinezuur waaruit twee reeksen zouten kunnen worden gevormd—namelijk waterstofcarbonaten, die HCO3− bevatten, en carbonaten, die CO32−bevatten. H2CO3 + H2o ⇌ H3O+ + HCO3−
HCO3− + H2o h H3O+ + CO32-het zuur-base gedrag van koolzuur hangt echter af van de verschillende snelheden van sommige reacties, evenals hun afhankelijkheid van de pH van het systeem., Bij een pH van minder dan 8 zijn de belangrijkste reacties en hun relatieve snelheid bijvoorbeeld als volgt: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (langzaam)
H2CO3 + OH− ⇌ HCO3− + H2o (snel) boven pH 10 de volgende reacties zijn belangrijk: CO2 + OH− ⇌ HCO3− (langzaam)
HCO3− + OH− ⇌ CO32− + H2o (snel) tussen pH-waarden van 8 en 10 zijn alle bovenstaande evenwichtsreacties significant.
koolzuur speelt een rol bij het samenbrengen van grotten en grotformaties zoals stalactieten en stalagmieten., De grootste en meest voorkomende grotten zijn die gevormd door het oplossen van kalksteen of dolomiet door de werking van water rijk aan koolzuur afkomstig van recente regenval. Het calciet in stalactieten en stalagmieten is afkomstig van het bovenliggende kalksteen in de buurt van het gesteente/bodem raakvlak. Regenwater dat door de bodem infiltreert, absorbeert kooldioxide uit de koolstofdioxiderijke bodem en vormt een verdunde oplossing van koolzuur. Wanneer dit zure water de bodem van de bodem bereikt, reageert het met het calciet in het kalksteengesteente en neemt een deel van het in oplossing., Het water gaat verder naar beneden door smalle gewrichten en breuken in de onverzadigde zone met weinig verdere chemische reactie. Wanneer het water uit het dak van de grot komt, gaat kooldioxide verloren in de atmosfeer van de grot, en een deel van het calciumcarbonaat wordt neergeslagen. Het infiltrerende water werkt als een calciet pomp, het verwijderen van de top van het gesteente en opnieuw in de grot eronder.
koolzuur is belangrijk voor het transport van kooldioxide in het bloed., Kooldioxide komt het bloed in de weefsels omdat de lokale partiële druk groter is dan de partiële druk in het bloed dat door de weefsels stroomt. Als kooldioxide in het bloed komt, combineert het met water om koolzuur te vormen, dat dissocieert in waterstofionen (H+) en bicarbonaationen (HCO3 -). De zuurgraad van het bloed wordt minimaal beïnvloed door de vrijgekomen waterstofionen omdat bloedeiwitten, vooral hemoglobine, effectieve buffermiddelen zijn. (Een bufferoplossing is bestand tegen verandering in de zuurgraad door te combineren met toegevoegde waterstofionen en deze in wezen te inactiveren., De natuurlijke omzetting van kooldioxide in koolzuur is een relatief langzaam proces; koolzuuranhydrase, een eiwitenzym dat aanwezig is in de rode bloedcel, katalyseert deze reactie met voldoende snelheid dat het in slechts een fractie van een seconde wordt bereikt. Omdat het enzym alleen in de rode bloedcel aanwezig is, hoopt bicarbonaat zich in veel grotere mate op in de rode bloedcel dan in het plasma., De capaciteit van bloed om kooldioxide als bicarbonaat te dragen wordt versterkt door een ionentransportsysteem binnen het membraan van de rode bloedcel dat gelijktijdig een bicarbonaation uit de cel en in het plasma in ruil voor een chlorideion beweegt. De gelijktijdige uitwisseling van deze twee ionen, bekend als de chlorideverschuiving, maakt het mogelijk om het plasma te gebruiken als opslaglocatie voor bicarbonaat zonder de elektrische lading van het plasma of de rode bloedcel te veranderen., Slechts 26 procent van het totale koolstofdioxidegehalte van bloed bestaat als bicarbonaat in de rode bloedcel, terwijl 62 procent bestaat als bicarbonaat in plasma; echter, het grootste deel van bicarbonaationen wordt eerst geproduceerd in de cel, dan getransporteerd naar het plasma. Een omgekeerde opeenvolging van reacties treedt op wanneer het bloed de long bereikt, waar de gedeeltelijke druk van kooldioxide lager is dan in het bloed.