Hydrogenuhličitan

Hydrogenuhličitan alebo hydrogénuhličitan (staršie hydrouhličitan, v lekárstve občas bikarbonát) je jeden z aniónov kyseliny uhličitej. Tento anorganický anión vzniká deprotonáciou kyseliny uhličitej. Je to polyatómový anión, ktorého vzorec je HCO3-. Soli obsahujúce tento anión sa označujú ako hydrogenuhličitany.

Hydrogenuhličitanový anión má dôležitú biochemickú úlohu ako fyziologický tlmivý roztok.

 Chemické vlastnosti 
Hydrogenuhličitanový anión sa skladá z jedného atómu uhlíka, na ktorý sú naviazané tri kyslíkové atómy v trigonálne planárnom usporiadaní. Na jeden z týchto kyslíkov je naviazaný vodíkový atóm. Tento anión je izoelektronický s kyselinou dusičnou, HNO3. Formálny náboj hydrogenuhličitanového aniónu je mínus jedna a je amfiprotický, takže má kyslé i zásadité vlastnosti. Je to konjugovaná zásada kyseliny uhličitej a zároveň konjugovaná kyselina uhličitanového aniónu, čo vyjadrujú nasledujúce rovnovážne rovnice:

 H2CO3 + 2 H2O ↔ HCO3- + H3O+ + H2O ↔ CO32- + 2 H3O+
 CO32- + 2 H2O ↔ HCO3- + H2O + OH− ↔ H2CO3 + 2  OH−

Soli hydrogenuhličitanu vznikajú spojením kladne nabitého iónu na záporne nabitý kyslíkový atóm tohto iónu, čim vzniká iónová zlúčenina. Mnohé hydrogenuhličitany sú rozpustné vo vode pri štandardnej teplote a tlaku. Hydrogenuhličitan sodný prispieva k množstvu rozpustených minerálov vo vode, čo je bežný parameter pre meranie kvality vody.

 Fyziologický význam 
vpravo|náhľad|467x467bod|Oxid uhličitý (CO2), ktorý sa tvorí ako odpadný produkt oxidáciou cukrov v mitochondriách, reaguje s vodou v reakcii katalyzovanou karbonickou anhydrázou, čím vzniká kyselina uhličitá (H2CO3). Táto kyselina je v rovnováhe s hydrogenuhličitanovým aniónom (HCO3-) a vodíkovým katiónom (H+). Tie sa potom presúvajú do pľúc, kde prebieha opačná reakcia a vylučuje sa plynný oxid uhličitý. V obličkách (vľavo), bunky (zelená farba) na stene proximálneho tubulu zachytávajú hydrogenuhličitan pomocou toho, že ho presúvajú z glomerulárneho filtrátu v lúmene (žltá farba) nefrónu naspäť do krvi (oranžová). Presná stechiometria procesu v obličkách nie je ukázaná pre zjednodušenie.
Hydrogenuhličitan je dôležitou zložkou tlmivého roztoku ľudského tela, vďaka čomu sa udržiava acidobázická homeostáza (približne konštantné pH). Celkom 70 až 75 % oxidu uhličitého v tele sa premení na kyselinu uhličitú (H2CO3), konjugovanú kyselinu HCO3-, na ktorý sa môže rýchlo premeniť.

Hydrogenuhličitan, voda, vodíkové ióny a oxid uhličitý tvoria tlmivý roztok, pričom kyselina uhličitá pôsobí ako reakčný intermediát. Tento tlmivý roztok sa udržiava pri nestálej rovnováhe a poskytuje rýchlu odpoveď a obranu na zmenu pH smerom ku kyslému i zásaditému prostrediu. To je veľmi dôležité hlavne pri ochrane tkanív centrálnej nervovej sústavy, kde zmena pH výrazne mimo normálneho rozsahu môže mať katastrofálne následky (pozri acidóza a alkalóza).

Hydrogenuhličitan je naviac dôležitý v tráviacom trakte. Zvyšuje vnútorné pH žalúdka po tom, čo veľmi kyslé žalúdočné šťavy dokončili trávenie potravy. Hydrogenuhličitan takisto reguluje pH v tenkom čreve. Vylučuje sa z pankreasu v reakcii na hormón sekretín a neutralizuje kyslú tráveninu vystupujúcu zo žalúdku do dvanástnika.Berne & Levy, Principles of Physiology

 Hydrogenuhličitan v prostredí 
Hydrogenuhličitan je hlavnou formou rozpusteného anorganického uhlíka v slanej vode a väčšine sladkých vôd. Kvôli tomu je dôležitý v cykle uhlíka.  

V sladkovodnej ekológii sa následkom silnej fotosyntetickej aktivity sladkovodných rastlín cez deň vylučuje plynný kyslík do vody a zároveň s tým vznikajú hydrogenuhličitanové anióny. Kvôli tomu dochádza k zvýšeniu pH, až kým sa v konkrétnych prípadoch táto zásaditosť nestane toxickou pre niektoré organizmy alebo sa kvôli tomu nestanú iné látky toxickými, napríklad amoniak. V tme, keď fotosyntéza neprebieha, dochádza k vzniku oxidu uhličitého respiračnými procesmi, takže nevznikajú nové ióny hydrogenuhličitanu a pH rýchlo klesá.

 Použitie v potravinárstve 
Najbežnejšou soľou s hydrogenuhličitanovým aniónom je hydrogenuhličitan sodný, NaHCO3, ktorý je bežné známy ako sóda bikarbóna. Keď sa zahreje alebo vystaví kyseline, napríklad kyseline octovej (ktorá je prítomná v octe), hydrogenuhličitanový anión sa rozkladá a vzniká z neho oxid uhličitý. Preto sa používa ako kypriaca látka do pečenia.

Hydrogenuhličitan amónny sa používa pri výrobe sušienok na trávenie.

 Diagnostika 
V diagnostickej medicíne je hladina hydrogenuhličitanov v krvi jedným zo sledovaných parametrov, ktoré naznačujú acidobázickú rovnováhu v tele. Meria sa spolu s oxidom uhličitým, chloridmi, draslíkom a sodíkom, čím sa zisťuje hladina elektrolytov v krvi.Acid Base Balance (page 3)  Nerovnováha môže poukazovať na acidózu alebo alkalózu.
stred|náhľad|550x550bod|Referenčné hodnoty pre krvné testy, ktoré ukazujú približnú hladinu hydrogenuhličitanu (fialová, spodný riadok druhá sprava, okolo 20 mmol/l) a iných látok.

 Zlúčeniny s hydrogenuhličitanovým aniónom 
Medzi hydrogenuhličitany patria napríklad:
 Hydrogenuhličitan sodný
 Hydrogenuhličitan draselný
 Hydrogenuhličitan cézny
 Hydrogenuhličitan horečnatý
 Hydrogenuhličitan vápenatý
 Hydrogenuhličitan amónny

 Referencie 

 Zdroj 

Kategória:Anióny