Bicarbonato

Estrutura química do íon bicarbonato (HCO₃^-)

Bicarbonatos(ou hidrogenocarbonatos) sãosaisinorgânicos que contêm oânionHCO₃^-.Quimicamente, eles são resultantes de uma reação desalificaçãoparcial.O bicarbonato mais conhecido é obicarbonato de sódio.Devido a suasolubilidaderelativamente baixa, ele é um intermediário no processo de obtenção docarbonato de sódio,seguindo o método desenvolvido porErnest Solvay.Em solução, o bicarbonato se encontra em equilíbrio comcarbonato,águaedióxido de carbono.Este equilíbrio é recorrente em processos naturais e artificiais. O fato de que obicarbonato de cálcio(Ca(HCO₃)₂) é mais solúvel do que ocarbonato de cálcio(CaCO₃) é importante emgeoquímica.

Aspectos gerais

O bicarbonato é umíonpoliatômico cuja fórmula química é HCO₃^-,apresentando massa molar de 61,017 g mol^-1.Em sua estrutura, oátomodecarbonoestácovalentementeligado aos três átomos deoxigênioem um arranjo planar trigonal, sendo que um oxigênio também está ligado aohidrogênio.Assim, suas interações atômicas são fortes. O ânion bicarbonato é uma espécie química intermediária naespeciação químicadoácido carbônicoem umasolução,apresentando tanto um caráterácidocomobásico.Ao mesmo tempo, ele é umabase conjugadado ácido carbônico (H₂CO₃) e umácido conjugadodo íoncarbonato(CO₃^2-).

O bicarbonato é uma importante espécie química dosistema carbonatoemsoluções naturais tamponadas,como osanguehumano e aágua do mar.Assim, o sistema carbonato atua para diminuir as variações depHnessas soluções.

Sais de bicarbonato

• Bicarbonato de sódio:NaHCO₃
• Bicarbonato de cálcio:Ca(HCO₃)₂
• Bicarbonato de potássio:KHCO₃
• Bicarbonato de amônia:NH₄HCO₃

Aplicações

Além do seu importante papel no sistema carbonato, o ânion bicarbonato também é usado em tratamentos medicinais para combater doençasestomacais.Ele é muito utilizado na culinária na forma de bicarbonato de amônia, que é umfermentode alta qualidade para a fabricação de produtos de confeitaria. Sais de bicarbonato ainda são utilizados na limpeza de residências e estão presentes na composição química de alguns extintores de incêndio.

Sistema carbonato

Reações químicas

${\ce {CO_2(g)<=>CO_2(aq)}}$

${\ce {CO_2(aq) + H_2O <=> H_2CO_3}}$

${\ce {H_2CO_3 <=> H^+ + HCO_3^-}}$

${\ce {HCO_3^- <=> H^+ + CO_3^2-}}$

${\ce {Ca^2+ + CO_3^2- <=> CaCO_3(s)}}$

Par conjugado bicarbonato-carbonato

Nas condições químicas existentes emsoluções aquosas,há o favorecimento das trocasmolecularesdeprótons,alcançando um equilíbrio de cargas. Segundo ateoria de Brønsted-Lowry,essas interações resultam na troca de íon hidrogênio (H⁺) entre os pares conjugados.Em soluções naturais como o sangue humano e a água do mar, pode-se observar esse tipo de interação entre pares conjugados do sistema carbonato. Neste caso, os íons bicarbonato (HCO₃^-) e carbonato (CO₃^2-) interagem a partir da doação de prótons para buscar a estabilidade de suas cargas, diferenciando-se por apenas um átomo de hidrogênio em suas fórmulas químicas.

Sistema carbonato sanguíneo

Nafisiologiado corpo humano,pulmãoerinssão órgãos responsáveis pelo controle do pH sanguíneo, eliminando respectivamente dióxido de carbono (CO₂) e bicarbonato (HCO₃^-). Este último é eliminado naurina.Esse mecanismo de reações químicas do sistema carbonato tampona o pH do sangue em torno de 7,4, apresentando uma faixa saudável de variação entre 7,35 e 7,45. O excesso de ácidos ou bases no sangue gera distúrbios conhecidos comoacidoseealcalose,respectivamente.

Sistema carbonato marinho

O sistema carbonato marinho envolve aatmosfera,a coluna de água dooceanoe osedimento marinho.A interação dos gases presentes na atmosfera com a superfície do oceano permite a transferência de dióxido de carbono (CO₂) para a coluna de água marinha, conforme caracterizado na primeira reação do sistema carbonato. O dióxido de carbono dissolvido reage com a molécula de água, para formar ácido carbônico (H₂CO₃). Como se trata de umácido fraco,ele buscará uma forma mais estável. Sendo assim, a molécula dissocia-se para produzir umcátionhidrogênio (H⁺) e um ânion bicarbonato (HCO₃^-). Este pode perder mais um cátion H⁺para a formar o ânion carbonato (CO₃^2-). Por fim, este pode reagir com íoncálcio(Ca²⁺) presente na água do mar para a formar carbonato de cálcio (CaCO₃).A última reação desse sistema é fundamental para a manutenção de diversos organismos calcificantes presentes no oceano, ou seja, aqueles que secretam estruturas de carbonato de cálcio. Exemplos dessas estruturas no oceano são as conchas dosmoluscose osrecifes de coral.

O sistema carbonato marinho é o mecanismo pelo qual a água do mar estoca carbono inorgânico na forma dissolvida. Ele também é responsável pelo tamponamento do pH da água do mar, que varia em torno de 8,0 ± 0,2. As três espécies químicas de carbono inorgânico dissolvido (CO₂,HCO₃^-e CO₃^2-) podem ser absorvidas pelos organismos marinhos. Em função do pH da água do mar, o bicarbonato é a principal espécie dissolvida no oceano, representando cerca de 80% do carbono inorgânico total. Mais de 30% do dióxido de carbono (CO₂) existente na superfície da Terra está armazenado nos oceanos.

Acidificação do oceano

O oceano é um grande reservatório de carbono inorgânico dissolvido, sendo a maior parte armazenada na forma de bicarbonato. No entanto, asemissões antrópicasde dióxido de carbono na atmosfera estão diminuindo as proporções de bicarbonato e carbonato nos oceanos. A principal consequência disso é aacidificação oceânica,com a diminuição do pH da água do mar. Estima-se que o pH na superfície do oceano era 8,2 antes daRevolução Industriale atualmente está em torno de 8,1.Até o final doséculo XXI,o pH da água do mar pode sofrer uma redução de 0,1-0,2 unidades em relação ao pH atual.^{[carece de fontes]}Uma das consequências dessa acidificação é uma redução na profundidade dalisoclina,região da coluna de água na qual o carbonato de cálcio depositado no sedimento marinho passa a se dissolver rapidamente. Isso causará prejuízos aos organismos que precisam secretar estruturas carbonáticas para a manutenção da vida.Os hábitos de vida e osistema metabólicodesses organismos serão afetados. Alterações deverão ser observadas na capacidade adaptativa, capacidade de proteção e nos sentidos (audição,visão,equilíbrio) dessas espécies, podendo resultar em falhas no seu desenvolvimento estrutural, corporal e até na idade dematuração sexual.As espécies biológicas que não se adaptarem à acidificação da água do mar serãoextintas.

Ver também

• Ácido carbônico
• Carbonato