V anorganski kemiji je bíkarbonát (po IUPAC priporočljiva nomenklatura: hidrogenkarbonat) je vmesna oblika v deprotonaciji ogljikove kisline. Gre za večatomski anion s kemijsko formulo .
Bikarbonat ima ključno biokemijsko vlogo pri fiziološkem pH puferskem sistemu.
Izraz »bikarbonat« je 1814 skoval angleški kemik William Hyde Wollaston.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." Predpona bi- v bikarbonatu izvira iz zastarelega sistema poimenovanja in temelji na opažanju, da je dvakrat toliko karbonata () na en natrijev ion v natrijevem bikarbonatu () in drugih bikarbonatih kot v natrijevem karbonatu () in drugih karbonatih. Ime se je ohranilo kot trivialno ime.
Kemijske lastnosti Bikarbonatni ion (hidrogenkarbonatni ion) je anion z empirično formulo 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 . Bikarbonatni ion ima negativen formalni naboj in je konjugirana baza ogljikove kisline ; istočasno pa je konjugirana kislina karbonatnega iona , kot prikazujejo spodnje ravnotežne reakcije:
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.
Fiziološka vloga , proizveden kot odpadni produkt oksidacije sladkorjev v mitohondrijih, reagira z vodo v reakciji, ki jo katalizira ogljikova anhidraza, do nastanka , ki je v ravnotežju s in z anionom . Nato je pripeljan do pljuč, kjer pride do reverzne reakcije, pri kateri se sprošča plin . V ledvicah (levo), celice, ki oblegajo proksimalne tubule (zelena), ohranijo bikarbonat s transportom iz glomerulnega filtrata v lumnu nefrona (rumena) nazaj v krvi (rdeča). Stehiometrija v ledvicah je zaradi poenostavitve zanemarjena.|sredina|okvir Bikarbonat () je alkalen in bistven za pH puferski sistem človeškega telesa (vzdrževanje kislinsko-bazične homeostaze). 70–75 % v telesu se pretvori v ogljikovo kislino (), 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.
Bikarbonat v okolju Bikarbonat je prevladujoča oblika raztopljenega anorganskega ogljika v morski vodi 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, , 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 (SBCe) je koncentracija bikarbonata v krvi pri pa , polni nasičenosti kisika in 36 °C.Acid Base Balance (page 3) sredina|sličica|1000x1000px|Referenčna območja za preiskave krvi, s primerjavo vsebnosti bikarbonata v krvi (prikazan v modri barvi na desni) z drugimi sestavinami.
Bikarbonatne spojine Natrijev bikarbonat Kalijev bikarbonat Cezijev bikarbonat Magnezijev bikarbonat Kalcijev bikarbonat Amonijev bikarbonat Ogljikova kislina
Glej tudi Ogljikov dioksid Karbonat Ogljikova anhidraza Trda voda Plini v arterijski krvi
Viri
Zunanje povezave
Kategorija:Anioni