कार्बोनिक एसिड (H2CO3) गुण, उपयोग और महत्व

कार्बोनिक एसिड, पूर्व में एयर एसिड या एरियल एसिड कहा जाता है, यह कार्बन का एकमात्र अकार्बनिक एसिड है और इसका सूत्र H2CO3 है.

कार्बोनिक एसिड के लवण को बाइकार्बोनेट्स (या हाइड्रोजन कार्बोनेट्स) और कार्बोनेट्स (मानव मेटाबॉलिक डेटाबेस, 2017) कहा जाता है। इसकी संरचना चित्र 1 (ईएमबीएल-ईबीआई, 2016) में प्रस्तुत की गई है.

ऐसा कहा जाता है कि कार्बोनिक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से बनता है। कार्बोनिक एसिड केवल लवण (कार्बोनेट्स), एसिड लवण (हाइड्रोजन कार्बोनेट), एमाइन (कार्बामिक एसिड) और एसिड क्लोराइड (कार्बोनिल क्लोराइड) (MeSH, 1991) के माध्यम से होता है।.

यौगिक को एक शुद्ध या ठोस तरल के रूप में पृथक नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इसके अपघटन, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के उत्पादों, एसिड की तुलना में बहुत अधिक स्थिर हैं (रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री, 2015).

मानव शरीर में कार्बोनिक एसिड पाया जाता है, रक्त में मौजूद CO2 पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है, जिसे बाद में फेफड़ों द्वारा गैस के रूप में निकाला जाता है.

यह चट्टानों और गुफाओं में भी पाया जाता है जहां लिमस्टोन को भंग किया जा सकता है। H2CO3 कोयला, उल्कापिंड, ज्वालामुखी, अम्लीय वर्षा, भूजल, महासागरों और पौधों (कार्बोनिक एसिड फॉर्मूला, एस.एफ.) में भी पाया जा सकता है।.

सूची

• 1 कार्बोनिक एसिड और कार्बोनेट लवण
• 2 "हाइपोथेटिकल" कार्बन डाइऑक्साइड और पानी एसिड
• 3 भौतिक और रासायनिक गुण
• 4 उपयोग
• 5 महत्व
• 6 संदर्भ

कार्बोनिक एसिड और कार्बोनेट लवण

कार्बोनिक एसिड कम मात्रा में बनता है जब इसकी एनहाइड्राइड, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), पानी में घुल जाती है.

CO2 + H2O 2 H2CO3

प्रमुख प्रजातियां केवल CO2 अणुओं को हाइड्रेटेड करती हैं। यह माना जा सकता है कि कार्बोनिक एसिड एक द्विध्रुवीय एसिड है जिससे लवण की दो श्रृंखला बनाई जा सकती है, अर्थात् हाइड्रोजन कार्बोनेट, या बाइकार्बोनेट, जिसमें एचसीओ 3-, और कार्बोनेट शामिल हैं, जिसमें सीओ 32 है।-.

H2CO3 + H2O 3 H3O + + HCO3-

HCO3- + H2O ⇌ H3O + + CO32-

हालांकि, कार्बोनिक एसिड का एसिड-बेस व्यवहार शामिल प्रतिक्रियाओं में से कुछ की विभिन्न गति पर निर्भर करता है, साथ ही सिस्टम के पीएच पर इसकी निर्भरता भी। उदाहरण के लिए, 8 से कम पीएच पर, मुख्य प्रतिक्रियाएं और उनके सापेक्ष वेग निम्नलिखित हैं:

• CO2 + H2O 2 H2CO3 (धीमी)
• H2CO3 + OH- 3 HCO3- + H2O (तेज़)

पीएच 10 से ऊपर, निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं:

• CO2 + OH- 3 HCO3- (धीमा)
• HCO3- + OH- 32 CO32- + H2O (तेज़)

8 और 10 के पीएच मानों के बीच, उपरोक्त सभी संतुलन प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं (जुमदहल, 2008).

"हाइपोथेटिकल" कार्बन डाइऑक्साइड और पानी एसिड

अपेक्षाकृत हाल तक, वैज्ञानिकों को यकीन था कि कार्बोनिक एसिड एक स्थिर अणु के रूप में मौजूद नहीं था.

Angewandte Chemie जर्नल में, जर्मन शोधकर्ताओं ने गैस-चरण कार्बोनिक एसिड के उत्पादन के लिए एक सरल पाइरोलाइटिक विधि पेश की है, जिसने गैस-चरण कार्बोनिक एसिड और उसके मोनोमेथाइल एस्टर (Angewandte Chemie International Edition, 2014) के स्पेक्ट्रोस्कोपिक लक्षण वर्णन की अनुमति दी है।.

कार्बोनिक एसिड केवल एक दूसरे के एक छोटे से अंश के लिए मौजूद होता है जब कार्बन डाइऑक्साइड पानी में घुल जाता है इससे पहले कि यह प्रोटॉन और बाइकार्बोनेट आयनों का मिश्रण हो.

अपने छोटे जीवन के बावजूद, हालांकि, कार्बोनिक एसिड पृथ्वी के वातावरण और भूविज्ञान के साथ-साथ मानव शरीर पर एक स्थायी प्रभाव डालता है।.

अपने छोटे जीवनकाल के कारण, कार्बोनिक एसिड के विस्तृत रसायन शास्त्र को रहस्य में बदल दिया गया है। बर्कले लैब जैसे शोधकर्ता। और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (यूसी) बर्कले इस श्रृंखला में कई अनोखे प्रयोगों के माध्यम से घूंघट उठाने में मदद कर रहे हैं।.

अपने नवीनतम अध्ययन में, उन्होंने दिखाया है कि कार्बोनिक एसिड और बाइकार्बोनेट (यारिस, 2015) बनाने वाले प्रोटॉन स्थानांतरण रसायन को शुरू करने के लिए गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं को पानी से कैसे निकाला जाता है।.

1991 में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर (यूएसए) के वैज्ञानिकों ने H2CO3 के ठोस नमूने बनाने में कामयाबी हासिल की। उन्होंने उच्च ऊर्जा वाले प्रोटॉन विकिरण में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के जमे हुए मिश्रण को उजागर करके ऐसा किया, और फिर अतिरिक्त पानी को निकालने के लिए इसे गर्म किया.

जो कार्बोनिक एसिड रह गया था, वह अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा विशेषता था। तथ्य यह है कि कार्बोनिक एसिड H2O + CO2 के एक ठोस मिश्रण के विकिरण द्वारा तैयार किया गया था, या केवल सूखी बर्फ के विकिरण द्वारा भी.

इसने सुझाव दिया है कि H2CO3 बाहरी स्थान पर या मंगल ग्रह पर पाया जा सकता है, जहाँ H2O और CO2 आइस क्रीम पाए जाते हैं, साथ ही साथ ब्रह्मांडीय किरणें (खन्ना, 1991)।.

भौतिक और रासायनिक गुण

कार्बोनिक एसिड केवल जलीय घोल में मौजूद होता है। शुद्ध यौगिक को अलग करना संभव नहीं है। इस घोल को आसानी से पहचाना जाता है क्योंकि इसमें गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड का प्रवाह होता है जो जलीय माध्यम से बच जाता है.

इसमें 62,024 g / mol का आणविक भार और 1,668 g / ml का घनत्व है। कार्बोनिक एसिड एक कमजोर और अस्थिर एसिड है, जो हाइड्रोजन आयनों (H +) और बाइकार्बोनेट आयनों (HCO3-) में पानी में आंशिक रूप से विघटित होता है, जिसका pKa 3.6 है.

एक द्विध्रुवीय अम्ल होने के कारण, यह दो प्रकार के लवण, कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट बना सकता है। कार्बोनिक एसिड की अधिकता के आधार के अतिरिक्त बाइकार्बोनेट लवण देता है, जबकि कार्बोनिक एसिड के अतिरिक्त आधार के अलावा कार्बोनेट लवण (नेशनल सेंटर फॉर बायोटेक्नोलॉजी इंफॉर्मेशन। 2017) देता है।.

कार्बोनिक एसिड को विषाक्त या खतरनाक नहीं माना जाता है, और मानव शरीर में मौजूद होता है। हालांकि, उच्च सांद्रता के संपर्क में आंखों और श्वसन पथ में जलन हो सकती है.

अनुप्रयोगों

मिशेल मैकगायर के अनुसार पोषण विज्ञान, औरकार्बोनिक एसिड किण्वित खाद्य पदार्थों में बैक्टीरिया द्वारा उत्पन्न कचरे के रूप में पाया जाता है जो क्षयकारी भोजन को खिलाते हैं.

भोजन में उत्पन्न गैस बुलबुले आमतौर पर कार्बोनिक एसिड के कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं और एक संकेत है कि भोजन किण्वन है। आमतौर पर किण्वित खाद्य पदार्थों के उदाहरण हैं सोया सॉस, मिसो सूप, सेकरक्राट, कोरियाई किमची, टेम्पेह, केफिर और दही.

किण्वित अनाज और सब्जियों में लाभकारी बैक्टीरिया भी होते हैं जो आपकी आंतों में संभावित रोगजनक सूक्ष्मजीवों को नियंत्रित कर सकते हैं और विटामिन बी -12 और के के उत्पादन में सुधार कर सकते हैं.

कार्बोनिक एसिड, कार्बन डाइऑक्साइड समाधान या डिहाइड्रोजेन कार्बोनेट पानी के कार्बोनेशन की प्रक्रिया के दौरान बनता है। यह शीतल पेय और शीतल पेय के कुशल पहलू के प्रभारी है, जैसा कि खाद्य विज्ञान और प्रौद्योगिकी के शब्दकोश में इंगित किया गया है.

कार्बोनिक एसिड सोडा की उच्च अम्लता में योगदान देता है, लेकिन परिष्कृत चीनी और फॉस्फोरिक एसिड की सामग्री उक्त अम्लता के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार है (DUBOIS, 2016).

कार्बोनिक एसिड का उपयोग कई अन्य क्षेत्रों में भी किया जाता है, जैसे कि फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन, उर्वरक, खाद्य प्रसंस्करण, एनेस्थेटिक्स आदि।.

महत्ता

कार्बोनिक एसिड आमतौर पर महासागरों, समुद्रों, झीलों, नदियों और वर्षा के पानी में पाया जाता है क्योंकि यह तब बनता है जब कार्बन डाइऑक्साइड, जो वायुमंडल में व्यापक है, पानी के संपर्क में आता है।.

यह ग्लेशियरों की बर्फ में भी मौजूद है, हालांकि कम मात्रा में। कार्बोनिक एसिड एक बहुत कमजोर एसिड है, हालांकि यह समय के साथ क्षरण में योगदान कर सकता है.

वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की वृद्धि ने महासागरों में अधिक कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न किया है और पिछले सौ वर्षों के दौरान महासागरों की अम्लता में मामूली वृद्धि के लिए जिम्मेदार है।.

कार्बन डाइऑक्साइड, सेलुलर चयापचय का अपशिष्ट उत्पाद है, जो ऊतकों में अपेक्षाकृत उच्च एकाग्रता में पाया जाता है। यह रक्त में फैलता है और एक्सपायर हो चुकी हवा के साथ फेफड़ों तक ले जाया जाता है.

कार्बन डाइऑक्साइड ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक घुलनशील है और लाल रक्त कोशिकाओं में आसानी से फैलता है। कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रियाएं, जो रक्त के क्षारीय पीएच में मुख्य रूप से बाइकार्बोनेट (रॉबर्ट एस। शवार्ट्ज, 2016) के रूप में दिखाई देती हैं।.

कार्बन डाइऑक्साइड रक्त और ऊतकों में प्रवेश करती है क्योंकि इसका स्थानीय आंशिक दबाव ऊतकों में बहने वाले रक्त में अपने आंशिक दबाव से अधिक होता है। जैसे ही कार्बन डाइऑक्साइड रक्त में प्रवेश करता है, यह पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है जो हाइड्रोजन आयनों (H +) और बाइकार्बोनेट आयनों (HCO3-) में अलग हो जाता है.

कार्बोनिक एसिड में कार्बन डाइऑक्साइड का प्राकृतिक रूपांतरण अपेक्षाकृत धीमी प्रक्रिया है। हालांकि, कार्बोनिक एनहाइड्रेज़, लाल रक्त कोशिकाओं के अंदर मौजूद एक प्रोटीन एंजाइम, इस प्रतिक्रिया को इतनी जल्दी उत्प्रेरित करता है कि यह केवल एक सेकंड के एक अंश में हासिल किया जाता है।.

CO2 + H2O 2 H2CO3

क्योंकि एंजाइम केवल लाल रक्त कोशिकाओं के अंदर मौजूद होता है, बाइकार्बोनेट प्लाज्मा की तुलना में लाल रक्त कोशिकाओं के भीतर बहुत अधिक डिग्री तक जमा होता है.

कार्बन डाइऑक्साइड को बाइकार्बोनेट के रूप में परिवहन करने के लिए रक्त की क्षमता लाल रक्त कोशिकाओं की झिल्ली के भीतर एक आयन परिवहन प्रणाली द्वारा बढ़ाई जाती है जो एक क्लोराइड आयन के बदले में सेल से बाहर और प्लाज्मा में एक बाइकार्बोनेट आयन को स्थानांतरित करती है।.

क्लोराइड विनिमय के रूप में जाना जाने वाले इन दो आयनों का एक साथ आदान-प्रदान, प्लाज्मा या लाल रक्त कोशिकाओं के विद्युत आवेश को बदले बिना प्लाज्मा को बाइकार्बोनेट भंडारण स्थल के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है।.

रक्त की कुल कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री का केवल 26 प्रतिशत लाल रक्त कोशिकाओं के अंदर बाइकार्बोनेट के रूप में मौजूद है, जबकि 62 प्रतिशत प्लाज्मा में बाइकार्बोनेट के रूप में मौजूद है; हालाँकि, सबसे अधिक बिकारबोनिट आयन पहले कोशिका के अंदर उत्पन्न होते हैं, फिर प्लाज्मा में ले जाया जाता है.

प्रतिक्रियाओं का एक रिवर्स अनुक्रम तब होता है जब रक्त फेफड़े तक पहुंचता है, जहां रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव कम होता है। कार्बोनिक एनहाइड्रेज द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया फेफड़ों में उलट जाती है, जहां यह बाइकार्बोनेट को CO2 में परिवर्तित करता है और इसके निष्कासन (नील एस। चेरानियाक, 2015) की अनुमति देता है।.

संदर्भ

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