kwas węglowy, (H2CO3), związek pierwiastków Wodór, węgiel i tlen. Powstaje w niewielkich ilościach, gdy jego bezwodnik, dwutlenek węgla (CO2), rozpuszcza się w wodzie.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 dominującymi gatunkami są po prostu luźno uwodnione cząsteczki CO2. Kwas węglowy można uznać za kwas diprotowy, z którego mogą powstać dwie serie soli-wodorowęglany zawierające HCO3− i węglany zawierające CO32 -. H2CO3+ H2O ⇌ H3O + + HCO3−
HCO3−+ H2O ⇌ H3O + + CO32− jednak zachowanie kwasowo-zasadowe kwasu węglowego zależy od różnych szybkości niektórych reakcji, a także ich zależności od pH układu., Na przykład przy pH mniejszym niż 8 główne reakcje i ich względna prędkość są następujące: CO2 + H2O ⇌ H2CO3 (powolny)
H2CO3 + OH− ⇌ HCO3− + H2O (szybki) powyżej pH 10 Ważne są następujące reakcje: CO2 + OH− ⇌ HCO3− (powolny)
HCO3− + OH− ⇌ CO32− + H2O (szybki) pomiędzy wartościami pH 8 i 10 wszystkie powyższe reakcje równowagi są znaczące.
kwas węglowy odgrywa rolę w montażu jaskiń i formacji jaskiniowych, takich jak stalaktyty i stalagmity., Największe i najczęstsze jaskinie to te powstałe w wyniku rozpuszczania wapienia lub dolomitu w wyniku działania wody bogatej w kwas węglowy pochodzący z ostatnich opadów. Kalcyt w stalaktytach i stalagmitach pochodzi z zalegającego wapienia w pobliżu połączenia skała-gleba. Woda deszczowa przenikająca przez glebę pochłania dwutlenek węgla z gleby bogatej w dwutlenek węgla i tworzy rozcieńczony roztwór kwasu węglowego. Gdy ta kwaśna woda dociera do podstawy gleby, reaguje z kalcytem w podłożu wapiennym i bierze część z niego do roztworu., Woda kontynuuje swój bieg w dół przez wąskie stawy i złamania w strefie nienasyconej z niewielką dalszą reakcją chemiczną. Kiedy woda wydostaje się z dachu jaskini, dwutlenek węgla jest tracony w atmosferze jaskini, a część węglanu wapnia jest wytrącana. Infiltracja wody działa jak pompa kalcytowa, usuwając ją ze szczytu skały i umieszczając ją w jaskini poniżej.
kwas węglowy jest ważny w transporcie dwutlenku węgla we krwi., Dwutlenek węgla wchodzi do krwi w tkankach, ponieważ jego miejscowe ciśnienie cząstkowe jest większe niż jego ciśnienie cząstkowe we krwi przepływającej przez tkanki. Gdy dwutlenek węgla wchodzi do krwi, łączy się z wodą, tworząc kwas węglowy, który dysocjuje do jonów wodorowych (H+) i jonów wodorowęglanowych (HCO3-). Kwasowość krwi ma minimalny wpływ na uwalniane jony wodorowe, ponieważ białka krwi, zwłaszcza hemoglobina, są skutecznymi środkami buforującymi. (Roztwór buforowy jest odporny na zmianę kwasowości poprzez połączenie z dodanymi jonami wodorowymi i zasadniczo ich dezaktywację.,) Naturalna konwersja dwutlenku węgla do kwasu węglowego jest procesem stosunkowo powolnym; jednak anhydraza węglanowa, enzym białkowy obecny wewnątrz krwinek czerwonych, katalizuje tę reakcję z wystarczającą szybkością, że jest ona osiągana w zaledwie ułamku sekundy. Ponieważ enzym jest obecny tylko wewnątrz krwinek czerwonych, wodorowęglan gromadzi się w znacznie większym stopniu w krwinkach czerwonych niż w osoczu., Zdolność krwi do przenoszenia dwutlenku węgla w postaci wodorowęglanu jest zwiększona przez system transportu jonów wewnątrz błony krwinek czerwonych, który jednocześnie przenosi jon wodorowęglanowy z komórki i do osocza w zamian za jon chlorkowy. Jednoczesna wymiana tych dwóch jonów, znana jako przesunięcie chlorków, pozwala na wykorzystanie osocza jako miejsca przechowywania wodorowęglanów bez zmiany ładunku elektrycznego osocza lub krwinek czerwonych., Tylko 26 procent całkowitej zawartości dwutlenku węgla we krwi istnieje jako wodorowęglan wewnątrz krwinek czerwonych, podczas gdy 62 procent istnieje jako wodorowęglan w osoczu; jednak większość jonów wodorowęglanowych jest najpierw wytwarzana wewnątrz komórki, a następnie transportowana do osocza. Odwrotna Sekwencja reakcji występuje, gdy krew dociera do płuc, gdzie ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla jest niższe niż we krwi.