Diwaterstofcarbonaat

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Diwaterstofcarbonaat
Structuurformule en molecuulmodel
Structuur
Structuur
Carbonic-acid-3D-vdW.png
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
H2CO3
Andere namen Koolzuur
Molmassa 62,03 g/mol
SMILES
C(=O)(O)O
CAS-nummer 463-79-6
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand bestaat alleen in oplossing
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Koolzuur of (di)waterstofcarbonaat is het zuur met als molecuulformule H2CO3. Het ontstaat bij het oplossen van koolstofdioxide in water. Koolzuur is slecht oplosbaar in water en er ontstaat altijd een evenwicht tussen tussen het koolzuur, de CO2 in oplossing, en de CO2 boven de oplossing.

Reacties[bewerken]

Evenwichten[bewerken]

CO2 lost in water op tot vorming van koolzuur volgens de reactie:

CO2 + H2O \ \rightleftharpoons H2CO3

Deze reactie heeft als evenwichtsconstante K298K = 1,7 x 10–3. Diwaterstofcarbonaat is een tweewaardig zwak zuur. Het splitst zich gedeeltelijk in twee stappen:

H2CO3 \ \rightleftharpoons H+ + HCO3 \ \rightleftharpoons 2 H+ + CO32–


Hierin is:

Geowetenschappen[bewerken]

Ook in de geochemie en de geologie speelt koolzuurchemie een belangrijke rol. Veel zeedieren gebruiken calciet (of soms aragoniet) als bouwmateriaal voor hun behuizing of versteviging van hun lichaamsbouw. Door de bezinking van kalkhoudend materiaal, (bijvoorbeeld in schelpen), ontstaan kalkhoudende gesteenten. Deze komen op sommige plaatsen in dikke lagen voor; een goed voorbeeld zijn de witte krijtrotsen van Dover. Het mineraal in deze rotsen is voornamelijk calciumcarbonaat, CaCO3. Calciumwaterstofcarbonaat (calciumbicarbonaat, "dubbelkoolzure kalk"), formule: Ca(HCO3)2, kan daaruit door de invloed van het koolstofdioxide in de lucht gevormd worden en deze stof heeft een grotere oplosbaarheid in water dan het carbonaat. Onder invloed van de zelfs van nature al enigszins zure regen lost daardoor kalk langzaam op:

CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 HCO3(aq)

Er kunnen dan karstverschijnselen ontstaan, zoals ondergrondse rivieren en holtes (grotten) met druipsteen. Druipsteen op zijn beurt is ook een gevolg van de koolzuurchemie. Wanneer met calciumbicarbonaat verzadigd water uit het bovenliggende gesteenten in een grot doordringt kan er door verdamping weer kalk afgezet worden en ontstaan er stalactieten en stalagmieten.

Overige[bewerken]

Koolzuur (H2CO3) is niet erg stabiel en valt gemakkelijk weer uit elkaar, zodat bij het aanzuren van carbonaat- of waterstofcarbonaatoplossingen koolstofdioxidegas ontstaat. Bovendien verlaagt de oplosbaarheid van koolstofdioxidegas in water bij een stijgende temperatuur. Door verwarming van koolzuur- en carbonaatoplossingen ontstaan bellen CO2-gas:

CO32– + 2 H+ → CO2 + H2O

Toepassingen[bewerken]

De vorming van koolstofdioxidegas door aanzuren wordt gebruikt in bruistabletten voor het oplossen van geneesmiddelen, vitamines, etc. Deze tabletten worden gemaakt door een vast bicarbonaat en een vast zuur, zoals citroenzuur, samen te persen. Wanneer de bruistablet in water gebracht wordt, lossen beide producten op en ontstaat door de aanzuring koolstofdioxide.

Ook bij verhitting van een bicarbonaat valt de stof uiteen en ontstaat koolstofdioxide. Dit effect wordt gebruikt in bakpoeder of cakemeel. Door het koolstofdioxide dat ontstaat in het deeg gaat het gebak in de oven rijzen.

De prik in frisdranken is afkomstig van het inbrengen van CO2 onder druk. Dit proces waarbij een aanzienlijke hoeveelheid koolzuur ontstaat in de drank, noemt men carboniseren. Bij het openen van de fles frisdrank, valt de overdruk aan CO2 weg, waardoor het koolzuur in de drank langzaam uiteenvalt in CO2 en water. Bellen CO2 worden gevormd die een prikkelend gevoel geven in de mond dat door veel mensen als aangenaam wordt ervaren.

Zie ook[bewerken]