Ácido Carbónico

El ácido carbónico es un ácido débil con la fórmula H2CO3. También es un nombre que a veces se da a las soluciones de dióxido de carbono en el agua. Se forma en pequeñas cantidades cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua.La presencia de ácido carbónico en la sangre y otros fluidos corporales ayuda a controlar el nivel de pH.

¿Qué es el ácido carbónico?

El ácido carbónico es un ácido inorgánico débil, que también se considera una solución de dióxido de carbono en el agua.

Ácido Carbónico Beneficios

Sólo existe como una solución, y también se llama ácido del aire, ácido aéreo, solución de dióxido de carbono o carbonato de dihidrógeno. Es más conocido como un componente de la mayoría de las bebidas gaseosas, como las gaseosas y los refrescos.

Fórmula y estructura del ácido carbónico

La fórmula química del ácido carbónico es H2CO3. Su fórmula molecular es CH2O3, y su masa molar es de 62,03 g/mol. La estructura química del ácido carbónico se muestra a continuación, y consiste en un grupo carboxilo y dos grupos hidroxilo.

Es un ácido diprótico que puede liberar dos protones, pero que sólo es débilmente ácido debido a los fuertes enlaces O-H.

Ocurrencia del ácido carbónico

En el cuerpo humano, el CO2 presente en la sangre se combina con el agua para formar ácido carbónico, que luego es exhalado como un gas por los pulmones.

También se encuentra en rocas y cuevas donde puede disolver calizas. El H2CO3 también se puede encontrar en el carbón, meteoros, volcanes, lluvia ácida, aguas subterráneas, océanos y plantas.

Preparación del ácido carbónico

El ácido carbónico se forma cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua y sólo puede existir en una solución. Esta reacción es típicamente en equilibrio, lo que significa que el ácido carbónico forma parcial y reversiblemente dióxido de carbono y agua.

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

Industrialmente, el ácido carbónico se obtiene como subproducto de otros procesos como la fermentación, la quema de combustibles fósiles, etc.

Propiedades del ácido carbónico

El Ácido carbónico presente numerosas propiedades tanto físicas como químicas, te citamos las más importantes:

Propiedades físicas

El ácido carbónico sólo existe como solución, con una densidad de 1.668 g/mol. Es insoluble en agua.

Propiedades químicas

El ácido carbónico es un ácido débil e inestable, que se disocia parcialmente en el agua en iones de hidrógeno (H+) e iones de bicarbonato (HCO3-).

Al ser un ácido diprótico, puede formar dos tipos de sales, carbonatos y bicarbonatos. La adición de base a un exceso de ácido carbónico da sales de bicarbonato, mientras que la adición de exceso de base al ácido carbónico da sales de carbonato.

Usos del ácido carbónico

El ácido carbónico es ampliamente utilizado en la preparación de bebidas burbujeantes como refrescos, refrescos, vinos espumosos y otras bebidas gaseosas.

El ácido carbónico también se utiliza en muchos otros campos, como los farmacéuticos, cosméticos, fertilizantes, procesamiento de alimentos, anestésicos, etc.

Peligros para la salud del ácido carbónico

El ácido carbónico no se considera tóxico ni peligroso y está presente en el cuerpo humano. Sin embargo, su exposición a altas concentraciones puede irritar los ojos y las vías respiratorias.

Solución en agua del ácido carbónico

El dióxido de carbono disuelto en el agua está en equilibrio con el ácido carbónico:

CO2 + H2O ⇌ H2CO3

La constante de equilibrio a 25°C es Kh= 1,70×10-3, lo que indica que la mayor parte del dióxido de carbono no se convierte en ácido carbónico y permanece como moléculas de CO2.

En ausencia de un catalizador, el equilibrio se alcanza muy lentamente.

Las constantes de velocidad son 0,039 s-1 para la reacción hacia delante (CO2 + H2O → H2CO3) y 23 s-1 para la reacción hacia atrás (H2CO3 → CO2 + H2O).

Acidez del ácido carbónico

El ácido carbónico tiene dos hidrógenos ácidos y por lo tanto dos constantes de disociación:

H2CO3 ⇌ HCO3- + H+
Ka1 = 2,5×10-4 mol/L; pKa1 = 3,60 a 25 °C.
HCO3- ⇌ CO32- + H+
Ka2 = 5,61×10-11 mol/L; pKa2 = 10,25 a 25 °C.

Se debe tener cuidado al citar y usar la primera constante de disociación del ácido carbónico. El valor citado anteriormente es correcto para la molécula H2CO3, y muestra que es un ácido más fuerte que el ácido acético o el ácido fórmico

Esto puede esperarse de la influencia del sustituto de oxígeno electronegativo. Sin embargo, el ácido carbónico sólo existe en solución en equilibrio con el dióxido de carbono, por lo que la concentración de H2CO3 es mucho menor que la concentración de CO2,

Reduciendo la acidez medida. La ecuación puede reescribirse de la siguiente manera (por ejemplo, ácido sulfuroso):

CO2 + H2O ⇌ HCO3- + H+
Ka = 4,30×10-7 mol/L; pKa = 6,36.

Esta cifra se cita como la constante de disociación del ácido carbónico, aunque es ambigua: es mejor referirse a ella como la constante de acidez del dióxido de carbono, ya que es particularmente útil para calcular el pH de las soluciones de CO2.

Papel del ácido carbónico en la sangre

El ácido carbónico juega un papel muy importante en la sangre de los mamíferos. Es un intermediario durante la transferencia de dióxido de carbono de los pulmones a la sangre y viceversa.

La conversión de dióxido de carbono en ácido carbónico es catalizada por una enzima (anhidrasa carbónica), que aumenta la velocidad de reacción por un factor de casi mil millones.

El ácido carbónico se disocia en la sangre (como en otras soluciones), para producir principalmente iones H+ y HCO3- (bicarbonato). Esta disociación es una reacción de equilibrio y ayuda a controlar el nivel de pH de la sangre.

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