Bikarbonat

Bikarbonat
Imena
	Sistematično ime Hidroksidodioksidokarbonat(1−)
	Druga imena Hidrogenkarbonat
Identifikatorji
Številka CAS	71-52-3;
3D model (JSmol)	Interaktivna slika;
3DMet	B00080;
Beilstein	3903504
ChEBI	CHEBI:17544;
ChEMBL	ChEMBL363707;
ChemSpider	749;
Gmelin	49249
KEGG	C00288;
PubChem CID	769;
UNII	HN1ZRA3Q20;
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID2049921 ;
	InChI InChI=1S/CH2O3/c2-1(3)4/h(H2,2,3,4)/p-1 Key: BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M;
	SMILES OC([O-])=O;
Lastnosti
Kemijska formula	HCO−; 3
Molska masa	61,0168 g mol−1
log P	−0,82
Kislost (pKa)	10,3 (konjugirana kislina karbonata)
Bazičnost (pKb)	7,7 (konjugirana baza ogljikove kisline)
	Če ni navedeno drugače, podatki veljajo za material v standardnem stanju pri 25 °C, 100 kPa).
	Sklici infopolja

V anorganski kemiji je bíkarbonát (po IUPAC priporočljiva nomenklatura: hidrogenkarbonat^[2]) je vmesna oblika v deprotonaciji ogljikove kisline. Gre za večatomski anion s kemijsko formulo HCO₃^–.

Bikarbonat ima ključno biokemijsko vlogo pri fiziološkem pH pufrskem sistemu.^[3]

Izraz »bikarbonat« je 1814 skoval angleški kemik William Hyde Wollaston.^[4] Predpona bi- v bikarbonatu izvira iz zastarelega sistema poimenovanja in temelji na opažanju, da je dvakrat toliko karbonata (CO2−
3) na en natrijev ion v natrijevem bikarbonatu (NaHCO₃) in drugih bikarbonatih kot v natrijevem karbonatu (Na₂CO₃) in drugih karbonatih.^[5] Ime se je ohranilo kot trivialno ime.

Kemijske lastnosti

Bikarbonatni ion (hidrogenkarbonatni ion) je anion z empirično formulo HCO−
3 in molekulsko maso 61,01 daltona; sestavlja ga osrednji ogljikov atom, obdan s tremi atomi kisika v trikotni planarni razporeditvi z vodikovim atomom, pritrjenim na enega od kisikov. Je izoelektronski z dušikovo kislino HNO₃. Bikarbonatni ion ima negativen formalni naboj in je konjugirana baza ogljikove kisline H₂CO₃; istočasno pa je konjugirana kislina karbonatnega iona CO2−
3, kot prikazujejo spodnje ravnotežne reakcije:

CO²⁻
₃ + 2 H₂O ⇌ HCO⁻
₃ + H₂O + OH⁻ ⇌ H₂CO₃ + 2 OH⁻

H₂CO₃ + 2 H₂O ⇌ HCO⁻
₃ + H₃O⁺ + H₂O ⇌ CO²⁻
₃ + 2 H₃O⁺.

Bikarbonatna sol nastane, ko se pozitivno nabit ion poveže z negativno nabitim atomom kisika v bikarbonatu, pri čemer nastane ionska spojina. Mnogo bikarbonatov je topnih v vodi pri standardnih temperaturi in tlaku; zlasti natrijev bikarbonat prispeva k skupno raztopljenim trdnim snovem, pogostemu parametru za ocenjevanje kakovosti vode.^{[navedi vir]}

Fiziološka vloga

Bikarbonat (HCO−
3) je alkalen in bistven za pH pufrski sistem človeškega telesa (vzdrževanje kislinsko-bazične homeostaze). 70–75 % CO₂ v telesu se pretvori v ogljikovo kislino (H₂CO₃), ki se lahko hitro pretvori v bikarbonat.

Z ogljikovo kislino kot osrednjo intermediatno zvrstjo bikarbonat – v kombinaciji z vodo, vodikovimi ioni in ogljikovim dioksidom – tvori pufsrki sistem, ki se ohranja v hlapnem ravnotežju, da zagotovi takojšnjo odpornost na spremembe pH tako v kisli kot bazični smeri. To je še posebej pomembno za zaščito tkiv v centralnem živčnem sistemu, kjer so lahko velike spremembe pH katastrofalne (glej acidoza ali alkaloza).

Bikarbonat deluje tudi kot sredstvo za uravnavanje pH v tankem črevesu. Sprosti se iz trebušne slinavke v odgovor na hormon sekretin, da nevtralizira kisli himus, ki iz želodca vstopa v dvanajstnik.^[6]

Bikarbonat v okolju

Bikarbonat je prevladujoča oblika raztopljenega anorganskega ogljika v morski vodi^[7] in v večini sladkih voda. Kot tak je pomemben del ogljikovega cikla.

V sladkovodni ekologiji močna fotosintezna dejavnost sladkovodnih rastlin v dnevni svetlobi izpusti plinasti kisik v vodo, hkrati z njim pa tudi bikarbonate ione. Slednji dvignejo pH, včasih tudi do te mere, da v določenih okoliščinah stopnja alkalnosti za nekatere organizme postane strupena ali pa da druge raztopljene snovi, kot je amonijak, postanejo strupene. V temi, ko ne poteka fotosinteza, dihalni procesi proizvajajo ogljikov dioksid, ne pa tudi novih bikarbonatnih ionov, posledično pH hitro pade.

Druge uporabe

Najpogostejša sol bikarbonatnega iona je natrijev bikarbonat, NaHCO₃, ki je splošno znan kot pecilni prašek. Ko se segreje ali je izpostavljen kislini, kot je ocetna kislina (kis), natrijev bikarbonat proizvaja ogljikov dioksid. Ta se uporablja kot sredstvo za vzhajanje v peki.

Pretok bikarbonatnih ionov iz kamnin, preperelih zaradi ogljikove kisline v dežni vodi, je pomemben del ogljikovega cikla.

Bikarbonat služi tudi v prebavnem sistemu. Dviguje notranji pH želodca po tem, ko zelo kisli prebavni sokovi končajo prebavljanje hrane. Amonijev bikarbonat se uporablja pri proizvodnji piškotov digestive.

Diagnostika

V diagnostični medicini je krvna vrednost bikarbonata eden od mnogih kazalnikov stanja kislinsko-bazične fiziologije telesa. Meri se skupaj z ogljikovim dioksidom, kloridom, kalijem, natrijem, da se oceni elektrolitna raven v elektrolitnem panelnem testu.

Parameter standardna koncentracija bikarbonata (SBC_e) je koncentracija bikarbonata v krvi pri p_aCO₂ 40 mmHg (5,33 kPa), polni nasičenosti kisika in 36 °C.^[6]

Referenčna območja za preiskave krvi, s primerjavo vsebnosti bikarbonata v krvi (prikazan v modri barvi na desni) z drugimi sestavinami.

Bikarbonatne spojine

Glej tudi

Viri

↑ ^1,0 ^1,1 »hydrogencarbonate (CHEBI:17544)«. Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Institute of Bioinformatics. IUPAC Names.
↑ Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005 (PDF), IUPAC, str. 137
↑ »Clinical correlates of pH levels: bicarbonate as a buffer«. Biology.arizona.edu. Oktober 2006.
↑ William Hyde Wollaston (1814) "A synoptic scale of chemical equivalents," Philosophical Transactions of the Royal Society, 104: 1-22. On page 11, Wollaston coins the term "bicarbonate": "The next question that occurs relates to the composition of this crystallized carbonate of potash, which I am induced to call bi-carbonate of potash, for the purpose of marking more decidedly the distinction between this salt and that which is commonly called a subcarbonate, and in order to refer at once to the double dose of carbonic acid contained in it."
↑ »arhivska kopija«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 26. februarja 2015. Pridobljeno 28. novembra 2017.
↑ ^6,0 ^6,1 Acid Base Balance (page 3) Arhivirano 2002-06-13 na Wayback Machine.
↑ »The chemistry of ocean acidification : OCB-OA«. www.whoi.edu (v angleščini). Woods Hole Oceanographic Institution. 24. september 2012. Pridobljeno 17. maja 2017.

Zunanje povezave

MeSH Bicarbonates

[hydrogencarbonate_(CHEBI:17544)-1] 1,0 ^1,1 »hydrogencarbonate (CHEBI:17544)«. Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI). UK: European Institute of Bioinformatics. IUPAC Names.

[2] Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommendations 2005 (PDF), IUPAC, str. 137

[veq-3] »Clinical correlates of pH levels: bicarbonate as a buffer«. Biology.arizona.edu. Oktober 2006.

[4] William Hyde Wollaston (1814) "A synoptic scale of chemical equivalents," Philosophical Transactions of the Royal Society, 104: 1-22. On page 11, Wollaston coins the term "bicarbonate": "The next question that occurs relates to the composition of this crystallized carbonate of potash, which I am induced to call bi-carbonate of potash, for the purpose of marking more decidedly the distinction between this salt and that which is commonly called a subcarbonate, and in order to refer at once to the double dose of carbonic acid contained in it."

[5] »arhivska kopija«. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 26. februarja 2015. Pridobljeno 28. novembra 2017.

[:0-6] 6,0 ^6,1 Acid Base Balance (page 3) Arhivirano 2002-06-13 na Wayback Machine.

[7] »The chemistry of ocean acidification : OCB-OA«. www.whoi.edu (v angleščini). Woods Hole Oceanographic Institution. 24. september 2012. Pridobljeno 17. maja 2017.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]