Waterstofcarbonaat

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

(Doorverwezen vanaf Koolzuur)

Waterstofcarbonaat
Structuurformule en molecuulmodel
Structuur
Algemeen
Molecuulformule	H₂C O₃
Andere namen	Koolzuur
Molmassa	62,03 g/mol
SMILES	C(=O)(O)O
CAS-nummer	463-79-6
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)

(Di)waterstofcarbonaat of koolzuur ontstaat door oplossen van koolstofdioxide in water. De molecuulformule is H₂CO₃, in water splitst het zwakke zuur zich gedeeltelijk in twee stappen.

H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^- → 2 H⁺ + CO₃^2-

HCO₃^- wordt het bicarbonaat-ion genoemd en CO₃^2- is het carbonaat-ion en tevens de zogenaamde zuurrest van het koolzuur.

Koolzuur zelf (H₂CO₃) is niet erg stabiel en valt gemakkelijk weer uit elkaar in kooldioxide en water, zodat bij het aanzuren van carbonaat of bicarbonaat oplossingen kooldioxide ontstaat. Dit effect wordt wel gebruikt in zogenaamde bruistabletten. Deze worden gemaakt door een vast bicarbonaat en een vast zuur (citroenzuur bijvoorbeeld) samen te persen. In water gebracht lossen beide op en ontstaat door de aanzuring kooldioxide. Koolzuur kan nog op een andere manier koolstofdioxe vormen: als opgelost koolzuur wordt verwarmd of de druk wordt verlaagd, ontstaat direct CO₂ gas omdat het koolzuur dan minder goed oplost. Dit ziet er als volgt uit:

CO₃^2- + 2 H⁺ → CO₂ + H₂O

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

Ook in de geochemie en de geologie speelt koolzuurchemie een belangrijke rol. Vele zeedieren gebruiken calciet 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. Calciumbicarbonaat Ca(HCO₃)₂ kan daaruit door de invloed van het kooldioxide gas 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 daarom kalk langzaam op. 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 calcium bicarbonaat verzadigd water uit het bovenliggende gesteenten in een grot doordringt kan er door verdamping weer kalk afgezet worden en ontstaan er stalactieten en stalagmieten.