Ácido carbónico: formación, estructura y ecuación química

¿Qué es el ácido carbónico?

En cantidades relativamente pequeñas, el ácido carbónico es una sustancia química que se puede encontrar en fuentes como la sangre humana, las bebidas carbonatadas e incluso el agua de lluvia. Una sustancia química que aparece con frecuencia en una amplia variedad de lugares, es posible que se pregunte … ¿qué es el ácido carbónico? El ácido carbónico es un ácido débil que se forma a partir de la reacción del dióxido de carbono disuelto en agua. Demos un paseo por el camino de la memoria y repasemos el concepto de ácidos débiles. Por definición, un ácido débil solo se ioniza parcialmente en una solución. En otras palabras, los ácidos débiles no se disocian por completo ni se rompen en iones en una solución. Usando el diagrama 1 como ejemplo (vea el video), digamos que decide colocar ácido acético, un ingrediente del vinagre, en agua. Algunas moléculas de ácido acético se rompen, mientras que otras no. Se está produciendo una disociación parcial en solución. Ahora bien, ¿qué estimula la disociación de un ácido débil? Factores como la fuerza de un ácido débil pueden influir en este grado de disociación. Una cosa para recordar con todos los ácidos débiles, como el ácido carbónico, es que existe un estado de equilibrio entre la disociación y la recombinación. Así como vio esas moléculas de ácido acético separarse en solución en equilibrio, esas mismas piezas pueden volver a combinarse para formar moléculas de ácido acético. Este estado de equilibrio entre un ácido débil que se disocia y se recombina es importante cuando hablamos de la formación de ácido carbónico. Pero primero, ¿qué tal si echamos un vistazo a su estructura química?

Estructura química

La fórmula química del ácido carbónico es H 2 CO 3 . Su estructura química se muestra en el diagrama 2 (ver video). Puede ver que este ácido está compuesto por un grupo carboxilo (C = O) con dos grupos hidroxilo (OH) conectados. Debido a que hay un átomo de carbono presente en esta molécula, podemos identificarlo como un compuesto orgánico. Dado que esta molécula también tiene propiedades ácidas, discutidas anteriormente con respecto a los ácidos débiles, podemos llamar a esta molécula un ácido. Entonces, tendría sentido llamar al ácido carbónico un tipo de ácido orgánico, ¿verdad? Bueno, ¿sabías que hay mucho debate sobre este título? Algunos científicos creen que el ácido carbónico es, sin duda, un ácido inorgánico. Como veremos en breve, el ácido carbónico se forma a partir de compuestos inorgánicos, de ahí el gran debate. Ya sea que decida llamar al ácido carbónico un ácido orgánico, ácido inorgánico o el nombre de su mejor amigo, esa es sin duda su decisión. Solo asegúrese de saber cómo identificar su estructura química y fórmula.

¿Cómo se forma?

Esta es la parte que todos estábamos esperando; ¿Cómo en el mundo se forma el ácido carbónico? ¿Le sorprendería saber que todo lo que necesita es agua y dióxido de carbono? Esta es sin duda una forma, quizás la forma más común, de formación de ácido carbónico. Ahora, tenga en cuenta que la producción de ácido carbónico en la naturaleza suele ser espontánea y en pequeñas cantidades. No hay necesidad de entrar en pánico; El ácido carbónico no está flotando aleatoriamente en nuestro aire. Sin embargo, a través de la combinación de agua y dióxido de carbono en la atmósfera, se puede formar ácido carbónico. En realidad, esto explica por qué podemos encontrar pequeñas cantidades de este ácido en el agua de lluvia. La siguiente ecuación muestra cómo se produce el ácido carbónico a través de esta reacción:

¿Notas las flechas dobles en esta ecuación? Piense en cuando hablamos del equilibrio en lo que respecta a los ácidos débiles. Este es un ejemplo perfecto de equilibrio en acción con un ácido débil. Al existir en equilibrio, el ácido carbónico puede disociarse fácilmente en dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono y el agua pueden combinarse libremente para formar ácido carbónico. Esto tiene sentido, ya que en la naturaleza las cosas no son estáticas. Las moléculas se forman y disocian constantemente en función de factores como la meteorización, las condiciones atmosféricas y ambientales. Ahora, debemos hablar de este concepto de ácido carbónico presente en nuestras bebidas carbonatadas. ¿Cómo es posible que este ácido débil se pueda encontrar en nuestra Coca-Cola o Sprite? Para producir refrescos, el dióxido de carbono debe disolverse en agua produciendo pequeñas cantidades de ácido carbónico. Es este ácido, junto con otros ácidos como el ácido fosfórico, el que le da a ciertos refrescos su sabor agrio. La naturaleza ácida del ácido carbónico también le da a la soda esa efervescencia que nos permite eructar libremente. Pero espere un minuto, esta reacción de disolver dióxido de carbono en agua suena familiar. En realidad, este es el mismo proceso que discutimos anteriormente con respecto a la presencia de ácido carbónico en la atmósfera. Este estado de equilibrio del ácido carbónico que se disocia para producir dióxido de carbono y agua, o que combina dióxido de carbono y agua para producir ácido carbónico, es una reacción importante involucrada en la formación de ácido carbónico. La próxima vez que ingiera ese refresco o lo atrapen caminando a través de una tormenta de lluvia, piense en la reacción química utilizada para asegurar la presencia de ácido carbónico en esas fuentes.

Resumen de la lección

Revisemos. El ácido carbónico es un tipo de ácido débil que se forma a partir de la disolución de dióxido de carbono en agua. La fórmula química del ácido carbónico es H 2 CO 3 . Su estructura consiste en un grupo carboxilo con dos grupos hidroxilo conectados. Como ácido débil , se ioniza parcialmente, se disocia o más bien se rompe, en una solución. Las moléculas utilizadas para formar ácido carbónico, a partir de la disociación y recombinación, se encuentran en un estado de equilibrio constante. El ácido carbónico se encuentra en una variedad de fuentes, como bebidas carbonatadas y agua de lluvia.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador