koolstofzuurstofbindingen

Koolzuur, ook wel koolstofzuur genoemd, is een zwak zuur met de formule H2CO3. Het ontstaat wanneer kooldioxide (CO2) in water oplost en kan in oplossing dissociëren in waterstofcarbonaat (HCO3−) en carbonaationen (CO3^2−). In waterige oplossingen ligt koolzuur in evenwicht met CO2 en H2CO3; bij kamertemperatuur is het aandeel H2CO3 relatief klein en CO2 de dominante component.

Het koolzuur-systeem speelt een sleutelrol als buffer in waterige oplosingen. De eerste en tweede pKa-waarden liggen ongeveer op pKa1 ≈ 6,35 en pKa2 ≈ 10,33 bij 25°C, waardoor H2CO3/HCO3− het belangrijkste bufferpaar is in veel biologische en milieu-contexten. In het bloed regelt dit bufferkoppel de zuurtegraad: CO2 dat uit cellen komt, wordt via koolzuur omgezet in bicarbonaat en waterstofionen; dit evenwicht wordt in longen en nieren gereguleerd.

Natuur en toepassingen: koolzuur ontstaat voortdurend wanneer CO2 in water oplost en speelt een rol in geochemische processen zoals karstvorming en verzuring van zeewater. In de voedingsindustrie wordt CO2 onder druk opgelost in water om koolzuur te vormen, wat frisdranken bruisend maakt. In laboratorium- en synthesechemie wordt koolzuur gebruikt in bepaalde reacties en als tussenstap in koolstofchemie; koolzuur zelf is onstabiel en reageert vaak verder tot CO2 en water.