Հիդրոկարբոնատներ

Կաղապար:Տեղեկաքարտ Նյութ Հիդրոկարբոնատներ, ածխաթթվի՝ $H_{2}C{O}_3$ թթվային աղերն են։ Անիոնի բանաձևն է՝ HCO₃⁻: Հիդրոկարբոնատների պատմական անվանումներն են՝ թթու աղեր, ածխաթթվային աղեր, բիկարբոնատներ։

Ալկալիական և մետաղների հիդրոկարբոնատները ջրում լուծելի են։ Ի տարբերություն կարբոնատների հողալկալիական մետաղների հիդրոկարբոնատները ջրում լուծելի են։

Ստացում

• Հիդրոկարբոնատները ստացվում են, երբ $C{O}_2$ երկար ժամանակ անցնում է կարբոնատ պարունակող լուծույթի միջով.

$𝖢𝖺𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\to }𝖢𝖺\mathsf{(}𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}$

• Խմելու սոդան (նատրիումի հիդրոկարբոնատ) ստացվում է այսպես կոչված ամոնիաքլորիդային եղանակով.

$𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\to }𝖭𝖺𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}𝖢𝗅$

Նատրիումի բիկարբոնատը սառը ջրի մեջ վատ է լուծվում, ուստի այն զտման միջոցով կարելի է առանձնացնել ամոնիումի քլորիդից։

Քիմիական հատկություններ

• Տաքացնելիս հիդրոկարբոնատները քայքայվում են առաջացնելով համապատասխան կարբոնատը, ջուր և ածխաթթու գազ. П

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

• Հիդրոկարբոնատ իոնի հիդրոլիզն ընթանում է համաձայն հետևյալ սխեմայի.

$𝖧𝖢O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\rightleftarrows }𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Արդյունքում, հիդրոկարբոնատների լուծույթներն ունեն հիմնային ռեակցիա։

• Փոխազդում են ալկալիների հետ.

$𝖧𝖢O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}\mathsf{\to }𝖢O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathrm{𝟤}\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Փոխազդում են թթուների հետ

$𝖧𝖢O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{\to }{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

Կիրառություն

Նատրիումի հիդրոկարբոնատն (սոդա) օգտագործվում է արհեստական հանքային ջրերի արտադրության և կրակմարիչների վերալիցքավորման, հրուշակեղենի և հացաբուլկեղենի արտադրությունում, առօրյա կյանքում և բժշկության մեջ։

Կալցիումի՝ $Ca(HC{O}_3{)}_2$ և մագնեզիումի՝ $Mg(HC{O}_3{)}_2$ հիդրոկարբոնատներով է պայմանավորված ջրի ժամանակավոր կոշտությունը։

Ֆիզիոլոգիական ազդեցություն

Միտոքոնդրիումներում որպես շաքարների օքսիդացման կողմնակի նյութ ձևավորված $C{O}_2$- ը փոխազդում է ջրի հետ ռեակցիան ընթանում է կարբոհիդրազի կատալիզորդի առկայությամբ և առաջացնում $H_{2}C{O}_3$, որը հավասարակշռության մեջ է H⁺ կատիոնի և $HC{O}_3$^– անիոնի հետ: Ապա այն թափանցում է դեպի թոքեր, որտեղ ընթանում է հակառակ ռեակցիան և առաջանում է : Երիկամի մեջ (ձախից) պրոքսիմալ խողովակի պարանոցը ծածկող բջիջները պահպանում են բիկարբոնատը՝ այն տեղափոխելով գլոմերուլային ֆիլտրատից նեֆրոնով դեպի արյուն: Պարզության համար բաց է թողնվել երիկամների ճշգրիտ ստեխիոմետրիան:

Օրգանիզմում հիդրոկարբոնատները հանդիսանում են բուֆերային նյութեր։ Օրգանիզմում $C{O}_2$–ի 70–75%-ը վերածվում է ածխաթթվի, որը կարող է քայքայվել և առաջացնել $C{O}_2$:

Որպես կենտրոնական միջանկյալ միացություն ածխաթթուն, ջրի հետ զուգակցված հիդրոկարբոնատը, ջրածնի իոնների և ածխաթթու գազի հետ համատեղ, ձևավորում են բուֆերային համակարգ պահպանելով միջավայրի հավասարակշռությունը, որն անհրաժեշտ է $pH$-ի փոփոխությունների նկատմամբ արագ կայունություն ապահովելու համար ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային միջավայրերում։ Սա հատկապես կարևոր է կենտրոնական նյարդային համակարգի հյուսվածքները պաշտպանելու համար, երբ $pH$-ի փոփոխությունները նորմայից դուրս ցանկացած ուղղությամբ կարող են աղետալի լինել (տես Ացիդոզ)։

Հիդրոկարբոնատը կարևոր դեր է խաղում նաև մարսողական համակարգում։ Բարձրացնում է ստամոքսի ներքին $pH$-ն այն բանից հետո, երբ ուժեղ թթվային մարսողական հյութերը սնունդ են մարսում։ Հիդրոկարբոնատը կարգավորում է նաև բարակ աղիքի $pH$-ը։ Այն արտազատվում է ի պատասխան ենթաստամոքսային գեղձի սեկրետին հորմոնի՝ ստամոքսից տասներկումատնյա աղի մեջ մտնող թթվային կերակրախյուսը չեզոքացնելու համար։

Բնության մեջ

Հիդրոկարբոնատը հանդիսանում է ծովային և քաղցրահամ ջրերի մեծ մասում լուծված անօրգանական ածխածնի գերակշռող ձև։ Այսպիսով, այն հանդիսանում է ածխածնի շրջապտույտի կարևոր օղակ։

Քաղցրահամ ջրի էկոլոգիայում ցերեկային ժամերին ջրային բույսերի ուժեղ ֆոտոսինթետիկ ակտիվության հետևանքով ջրի մեջ անջատվում է գազային թթվածին և միաժամանակ արտադրում հիդրոկարբոնատ իոններ։ Արդյունքում միջավայրի հիմնայնությունն աճում է, մինչև հիմնայնության աստիճանը չի դառնում թունավոր որոշ օրգանիզմների համար կամ թունավոր չի դարձնում այլ քիմիական բաղադրիչները, ինչպիսին օրինակ ամոնիակն է։ Մթության մեջ, երբ ֆոտոսինթեզ չի ընթանում, շնչառական պրոցեսի հետևանքով արտանետում է ածխաթթու գազ, և նոր հիդրոկարբոնատ իոններ չեն առաջանում, ինչը հանգեցնում է $pH$-ի արագ անկման։

Ախտորոշում

Ախտորոշիչ բժշկությունում արյան մեջ հիդրոկարբոնատ իոնի պարունակությունը հանդիսանում է օրգանիզմի թթվա-հիմնային ֆիզիոլոգիական վիճակը բնութագրող ցուցիչներից մեկը։ Այն չափվում է ածխածնի երկօքսիդի, քլորիդ իոնի, կալիումի և նատրիումի հետ միասին էլեկտրոլիտի մակարդակը գնահատելու համար (որն ունի ընթացիկ ընթացակարգային տերմինաբանություն՝ CPT, ծածկագիր՝ 80051):

Ստանդարտ հիդրոկարբոնատային կոնցենտրացիայի (SBCe) մեծությունը՝ արյան մեջ հիդրոկարբոնատ իոնի կոնցենտրացիան է ածխածնի երկօքսիդի պարցիալ ճնշման՝ pCO₂ 40 մմ սնդ. սյուն (5,33 կՊա), թթվածնի լրիվ հագեցվածության և 36 °C ջերմաստիճանային պայմաններում։

Արյան անալիզի ռեֆերենս միջակայքեր՝ արյան մեջ հիդրոկարբոնատների (ներկայացված է աջից՝ կապույտով) և այլ բաղադրիչների համեմակական պարունակությունը:

Գրականություն

• Կաղապար:Книга
• Կաղապար:Книга
• Կաղապար:Книга