بيكربونات

بيكربوناتأو هيدروجين كربونات (كربونات هيدروجينية)) هيأملاححمض الكربونيك، ونحصل عليها عن طريق معادلة
هذا الحمض بأحدالقواعد. كما يسمى أحياناأيونتلك الأملاح «أيون هيدروجين الكربونات»
(HCO3). مع إضافة القاعدة تستبدل أولا أحد رابطتي الهيدروجين في حمض الكربونيك بذرة من الفلز فينتج «بيكربونات الفلز»، ومع استمرار إضافة محلول الفلز (قاعدي) إلى محلول البيكربونات تستبدل الرابطة الهيدروجينية الثانية في البيكربونات بالفلز وينتجكربونات. من الأملاح المتداولة «بيكربونات الصودا» التي تستخدم كثيرا في صناعةالخبزوالمعجناتلتعوض عنالخميرةأو لزيادة مفعول الخميرة.
بسبب شحنتي أيون البيكربونات فهو يستطيع أن يعطي بروتونا، ولذلك فهو يعتبر واحد من الموادمانحة البروتون، كما في استطاعته أكتساب برتونا ثانيا ويسمىآخذ بروتونوهو يلعب دورا مهما فيالفيزيولوجياكأحد مكونات أنظمة «حمض الكربونيك-بيكربونات»، ويستخدمكمحلول منظموفي محاليل الدم، وتنظيم محتوي حمض-قلوي في الكائنات الحيةوالثدييات.
من أهم هيدروجين الكربوناتبيكربونات الصوديوم(NaHCO3),وبيكربونات الأمونيومNH4HCO3)
وهيدروكربونات الكالسيوم. تتسبب كثرة الكربونات في الماء فيما يسمىعسر الماءوهو لا يساعد على نشأة رغوة الصابون.
في الكيمياء غير العضوية، تعتبر البيكربونات (أو التسمية الموصى بها من قبل IUPAC: «كربونات الهيدروجين»)شكلًا وسيطًا في نزع بروتونات حمض الكربونيك. وهو أنيون متعدد الذرات صيغته الكيميائية HCO3.
توجد بيكربونات الصوديوم طبيعيا في معدن «ناهكوليت» فيالولايات المتحدة الأمريكية. تعد البيكربونات الشكل السائد للكربون غير العضوي المذاب في مياه البحر، ومعظم المياه العذبة.
وعلى هذا النحو تعتبر البيكربونات خزان مهم فيدورة الكربون. وفيعلم بيئة المياه العذبة، يؤدي نشاطعملية التمثيل الضوئيالقوي الذي تقوم به نباتات المياه العذبة في ضوء النهار إلى إطلاق غاز الأكسجين في الماء وفي نفس الوقت ينتج أيونات البيكربونات. يؤدي هذا إلى ارتفاع قيمة الأس الهيدروجيني حتى تصبح درجة القلوية في ظروف معينة سامة لبعض الكائنات الحية أو يمكن أن تجعل مكونات كيميائية أخرى مثل الأمونيا سامة. وعند غياب عملية التمثيل الضوئي (في الظلام)، تطلق عمليات التنفس ثاني أكسيد الكربون، ولا يتم إنتاج أيونات بيكربونات جديدة، مما يؤدي إلى سرعة انخفاض درجة الحموضة.
توجد بيكربونات الصوديوم طبيعيا في معدن «ناهكوليت» فيالولايات المتحدة الأمريكية.
البيكربونات هي أملاح حيث ينشأ بينأيوناتالهيدروكربوناتوالكاتيوناترابطة أيونيةالتي تميل إلى تنظيم هيكلبلوري. والبيكربونات ليس لها رائحة ولا لون إلا في حالة أتيانالكاتيونبلون خاص به وتكون فيهيئةمسحوق. وتكون معظم البيكربونات التي تذوب في الماءكهارلموصلة للتيار الكهربائي حيث أن الكاتيوناون حرية الحركة وكذلكأنيوناتالهيدروجين كربونات.
التحلل:
تتحلل البيكربونات فوق درجة حرارة أعلى من 50درجة مئويةوينتج منها ماءوثاني أكسيد الكربون.
تعتبر بيكربوناتالفلزات القلوية الترابية:الكالسيوموالمغنسيوموالباريوموالسترونتيومجيدة الذوبان فيالماء، في حين أن كربونات تلك الفلزات ضعيفة الذوبان في الماء.
تتفاعل بيكربونات الصوديوم معالكالسيوموينتج من التفاعلكربونات الصوديوموكربونات الكالسيوموالهيدروجين.
تستخدم كربونات الصوديوم الهيدروجينية NaHCO3 (مسحوق الخبيز) في صناعةالخبزوالمعجناتوالكيك حيث ينحل بالحرارة ليعطي غازثاني أكسيد الكربونالذي يعمل على انتفاخ العجين واعطائه القوام الاسفنجي، عندما لا تكونالخبيرةمستحسنة الطعم أو لاختصار وقت فعل الخميرة.
يَنتج ثاني أكسيد الكربون من مسحوق الخبيز بعد اتّحاده معالهيدروجينبفعلالحرارةحسب المعادلة التّالية:
NaHCO3+ H→ Na+ CO2+ H2O
يعتبر أشهر أنواع أملاح البيكربونات شهرة هوبيكربونات الصوديومNaHCO3، والمعروفة باسمصودا الخبز. وعند تسخينها أو تعريضها لحمض مثلحمض الخليك(الخل)، فإن بيكربونات الصوديوم تطلقثاني أكسيد الكربون. يستخدم هذا كعامل تخمير في الخبز.
يعد تدفق أيونات البيكربونات من الصخور التي تم تجويتها بواسطةحمض الكربونيكفي مياه الأمطار (الأمطار الحمضية) جزءًا هامًا مندورة الكربون.
كما يتم استخدامبيكربونات الأمونيومفي صناعةبسكويت الهضم. ويستخدم كثيرا في الصناعات الغذائية مثل الحبوب الفوارة. كما يستخدم في الأغراض الطبية لمقاومةحموضة المعدة. ويستخدم أيضا كأحد مركبات أنابيب إطفاء الحريق.
يعتبرمقدار (قيمة) البيكربونات في الدمأحد المؤشرات العديدة المستخدمة فيالطب التشخيصيلمعرفة حالة التوازن الحمضي_القلوي الفيزيزلوجي في الجسم .
تركيز البيكربونات القياسي (standard bicarbonate concentration) (SBCe) هو مُتَثابِتَة (باراميتر) تقيس تركيز البيكربونات في الدم عند الضغط الشرياني لثاني أكسيد الكربون الجزئي (PaCO2) يساوي 40ملم زئبق(mmHg) و 5.33بالكيلوباسكال(kPa)، عند درجة حرارة 36 °Cوإشباع كامل للأكسجين.
البيكربونات (HCO3) تفاعلهاقلوي(Alkaline)، وهو من المكونات الأساسية لنظام تخزين الحمض المؤقت في الجسم، (يؤمنالتوازن الحمضي القلويفي الجسم) .
70-75% منثاني أكسيد الكربونيتم تحويله إلىحمض الكربونيك(H2Co3) , والتي سيصبح من السهولة قلبها إلى بيكربونات.بالإضافة إلىحمض الكربونيككوسيط نوعي، فإن البيكربونات المنحلة بالماء،وشوارد الهيدروجين،وثاني أكسيد الكربون، تشكل كلها جهاز التخزين المؤقت المحتفظ به بتوازن متقلب، المطلوب منه تأمين مقاومة حثيثة لأي تبدل جذري في PH الدم، في الاتجاهين الحمضي أو القلوي .
وهذا هام جداً لحماية خلاياالجهاز العصبي المركزي، حيث يكون ال PH بعيد عن القيم الطبيعية في أي اتجاه، ممكن ان تؤدي لنتائج كارثية.
إن البيكربونات تقوم بدور منظمللباهاء《PH》 في المعي الدقيق أيضاً، حيث أنها تتحرر منالبنكرياستحت تحفيز هرمونالسيكريتينلتعدل حموضةالكيموسالداخلللعفجآتياً منالمعدة.
هومحلول منظم الدم، يعمل على تنظيمقيمة الأس الهيدروجيني(البي إتش) PH value فيالدورة الدموية.وهو يتكون من حمض الكربونيك (H2CO3) و بيكربونات والتي لها مفعول قاعدة. فإذا كانت حموضية الدم غير كافية يذوب أيون هيدروجين (H+) من حمض الكربونيك مكونة البيكربونات. وإذا كان الدم ذو حمضية عالية (بمعنى فيه عدد زائد من أيونات الهيدروجين) فتربط بعض جزيئات البيكربونات أيونات الهيدروجين (الزائدة) وتتحول إلى جزيئات حمض الكربونيك. ويتفكك حمض الكربونيك مكونا ماء (H2O) و ثاني أكسيد الكربون (CO2). وعن طريق التنفس يخرج ثاني أكسيد الكربون مع الزفير .