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結構式
  化學式H2CO3
  結構是如圖所式
  結構簡式:HOCOOH(HO-為羥基,-COOH為羧基)
  三維模型在CO2溶於水時形成,方程式:CO2+H2O===H2CO3
  碳酸不穩定,在搖晃或加熱時分解為CO2和H2O,方程式為:H2CO3===H2O+CO2↑
碳酸
  碳酸(H2CO3)是一種二元弱酸,電離常數都很小。在常溫、常壓下,二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033mol/L,pH為5.6H2CO3,(pKa1=6.38,pKa2=10.33,p代表取負常用對數.)飽和碳酸溶液(純CO2,壓力為1 atm)的pH約為4,而在自然條件下CO2含量是0.3%,溶解達到飽和時pH=5.6。這也是為什麽定義酸雨為PH小於5.6的雨水的原因。要使PH達到3.7,可以通過降溫,加壓(實際是提高CO2濃度)來實現。
  會使紫色石蕊試液變成淺紅色。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱結合的水合物形式存在,衹有一小部分形成碳酸(H2CO3)——飽和CO2溶液中衹有1%的CO2與H2O化合成碳酸。在常溫時,CO2∶H2CO3為600∶1。碳酸的熱穩定性很差,從來沒有以純酸的形式分離出來過,碳酸加熱時全部分解並放出二氧化碳。碳酸在鹼的作用下,能生成酸式碳酸????M(HCO3)2和碳酸????MCO3〔M代表二價金屬)。許多金屬的酸式碳酸????的溶解度稍大於正????,其溶解度和Pco2(二氧化碳分壓)有關。Pco2大,碳酸????溶解於水;Pco2小(或升溫),析出碳酸????,自然界的鐘乳石就是這樣形成的。暫時硬水加熱軟化就是因為生成了碳酸????沉澱。所有的酸式碳酸????受熱均分解為CO2和相應的正????。
  碳酸是二氧化碳氣體溶於水而生成的酸。它的酸性很弱,且極為不穩定,溫度稍高一些,便會分解成二氧化碳和水。碳酸和我們的日常生活有着密切的關係。我們喝的汽水就是一種碳酸飲料。習慣上把二氧化碳的水溶液稱為碳酸
  在製造汽水時,要在加壓情況下把二氧化碳氣體溶解在水裏,再往汽水裏加糖、檸檬酸以及果汁或香精,在加壓下灌入汽水瓶中。當我們喝汽水時,汽水從瓶子裏倒出來,外界壓強(指空氣壓強和人體內的壓強)突然降低,二氧化碳在水中的溶解度隨着壓強降低而變小。於是,喝入體內汽水中的二氧化碳便成為氣體從水中逸出,並從口腔中排出,這個過程會把人體內的熱量帶走,這就是喝汽水感到涼爽的原因。
  有時,碳酸也會給我們日常生活帶來麻煩。地面上的二氧化碳氣體溶於水,生成碳酸。當地面水滲入地下時,碳酸也被帶到地下,並與地下石灰岩裏不溶於水的碳酸鈣發生化學反應,生成可溶於水的碳酸氫鈣。含有碳酸氫鈣的水稱為“硬水”,因此地下水都屬於“硬水”。江河裏的水不含碳酸氫鈣,不是“硬水”(硬水是指有鈣離子和鎂離子等金屬陽離子,他們的碳酸????是不可溶解於水的)。
  有些地方所用的自來水的水源是地下水,在煮開水時,水中的碳酸氫鈣受熱分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。碳酸鈣是不溶解在水中的沉澱物,它沉積在水壺和鍋爐的壁上,天長日久便成為一層白色的很堅硬的物質,稱為鍋垢(俗稱水鹼)。這層碳酸鈣的導熱性很差,因此燒水時會浪費燃料。如果鍋爐和管道中的鍋垢太厚,還有發生爆炸的危險。所以,工業生産中總是把“硬水”先用化學方法除去或減少碳酸鈣,使它軟化以後再用。
  你參觀過桂林的七星岩、南寧的伊林岩、宜興的善捲洞和房山的雲水洞嗎?在這些奇妙的溶洞中,到處都是石筍、石柱、石鐘乳、石花和石幔,它們千姿百態,栩栩如生,使你不得不佩服大自然的這一傑作。那麽這偉大的雕刻傢究竟是誰呢?原來,這位手藝高超的石匠就是碳酸和二氧化碳這兩位助手。
  別看石灰岩那麽大,又那麽硬,它們在含有碳酸的地下水的作用下,卻變得軟弱無能。地下水與石灰岩中的碳酸鈣作用,生成了可溶於水的碳酸氫鈣。地下水在石灰岩裂縫裏不停地流動,石灰岩便不斷地被溶解,天長日久之後,石灰岩的小孔、裂縫逐漸擴大,形成了大小、寬度和形狀各不相同的溶洞的通道。
  如果在溶洞的頂上,慢慢地滲出含有碳酸氫鈣的地下水,當遇到較高的溫度和較小壓強時,水中的碳酸氫鈣便分解成碳酸鈣、二氧化碳和水。生成的碳酸鈣,便附着在洞頂上。日子長了,積少成多,頂上的碳酸鈣便慢慢地往下長,形成了鼕天屋檐下挂的冰錐一樣的石柱,稱為石鐘乳。如果含有碳酸氫鈣的水滴掉在溶洞的地上,碳酸鈣便慢慢往上長,就像地下長出來的竹筍一樣,叫做石筍。當石鐘乳和石筍逐漸長大連成一體時,便是一根石柱。
  石鐘乳、石筍和石柱的形成,說起來很容易,實際上這個過程是非常慢的,往往需要經過幾百年甚至更多的時間。
  碳酸飲料中三種成分影響健康
  碳酸是有機酸嗎?
  碳酸是有機物還是無機物是科學界爭執了很長時間的話題。由於同一個碳原子上連接了兩個羥基,碳酸不穩定,更多顯現無機物的性質,故現在定義碳酸為無機二元弱酸,但碳酸又因含有羧基(-COOH)而能反映一些羧酸的性質。如能和醇發生酯化反應,如:
  HO-COOH + H-O-C2H5 → HO-COOC2H5 + H2O 
  HO-COOC2H5 + H-O-C2H5 → C2H5OCOOC2H5
  因為碳酸的兩個羥基都結在羰基上,故相當於二元羧酸。可以和二元醇發生酯化反應生成環酯和聚酯。
  這些都是有機酸的性質。
  現在科學家仍然對碳酸是否是有機酸爭執。有科學家認為如能製得碳酸的濃溶液,那麽這種碳酸具有一切二元羧酸的性質。
二氧化碳過多影響消化
  別看碳酸飲料的口味兒多樣,但裏面的主要成分都是二氧化碳,所以你喝起來纔會覺得很爽、很刺激。
  有人說,碳酸飲料含二氧化碳,可能對人體不太好。王立新教授表示,事實上,足量的二氧化碳在飲料中能起到殺菌、抑菌的作用,還能通過蒸發帶走體內熱量,起到降溫作用。不過,如果碳酸飲料喝得太多對腸胃是沒有好處的,而且還會影響消化。因為大量的二氧化碳在抑製飲料中細菌的同時,對人體內的有益菌也會産生抑製作用,所以消化係統就會受到破壞。特別是年輕人,喜歡喝汽水、喜歡汽兒帶來的刺激,但一下喝太多,釋放出的二氧化碳很容易引起腹脹,影響食欲,甚至造成腸胃功能紊亂。
大量糖分有損牙齒健康
  除了含有讓人清爽、刺激的二氧化碳汽兒,碳酸飲料的甜香也是吸引人們飲用的重要原因,這種濃濃的甜味兒來自甜味劑,也就是飲料含糖量太多。
  飲料中過多的糖分被人體吸收,就會産生大量熱量,長期飲用非常容易引起肥胖。最重要的是,它會給腎髒帶來很大的負擔,這也是引起糖尿病的隱患之一。所以本身就患有糖尿病的人,盡量不要飲用。
  另外,很多青少年,尤其是小孩子特別偏愛這種甜味。張嘉芷教授說,這種糖分對孩子們的牙齒發育很不利,特別容易被腐損。有調查顯示,12歲的孩子,齒質腐損的幾率會增加59%,而14歲孩子齒質腐損的幾率會增加220%。
  也許有人會因此而選擇無糖型的碳酸飲料,但張教授認為,儘管喝碳酸飲料減少了糖分的攝入,但這些飲料的酸性仍然很強,同樣可能導致齒質腐損。
磷酸導致骨質疏鬆
  如果你仔細註意一下碳酸飲料的成分,尤其是可樂,不難發現,大部分都含有磷酸。通常人們都不會在意,但這種磷酸卻會潛移默化地影響你的骨骼,常喝碳酸飲料骨骼健康就會受到威脅。
  王立新教授說,人體對各種元素都是有要求的,所以,大量磷酸的攝入就會影響鈣的吸收,引起鈣、磷比例失調。
  一旦鈣缺失,對於處在生長過程中的青少年身體發育損害非常大。缺鈣無疑意味着骨骼發育緩慢、骨質疏鬆,所以有資料顯示,經常大量喝碳酸飲料的青少年發生骨折的危險是其他青少年的3倍。
  根據需求謹慎飲用
  專傢建議,飲用和選購碳酸飲料的時候都要謹慎,更不要長期大量飲用。
  相對來說,純果汁的碳酸飲料營養比較豐富,有的飲料中還有少量果肉沉澱,能夠適當補充維生素,倒是比較適合年輕人和兒童飲用,但是不能每天喝,或一次性大量飲用。
  而一些含有咖啡因的碳酸飲料,可樂最有代表性,雖然具有提神的作用,但一般適合成年人偶爾感覺疲勞、精神不濟的時候喝,不太適合兒童。
  對於低熱量型的碳酸飲料,因為熱量比較低,而且糖分少,所以比較適合糖尿病患者,或是對糖和熱量攝入有特殊限量要求的人。
  此外,在選擇碳酸飲料的時候,尤其在夏秋季要選購近期生産的産品,購買時要盡量選擇罐體堅硬不易變形的産品,因為喝不完的飲料,其中的二氧化碳在存放過程會溢出,再次飲用時就會影響口感,容易滋生細菌。特別要提醒您的是,購買碳酸飲料一定要到正規銷售場所購買知名品牌的産品。
百科辭典
    tansuan
    碳酸
    carbonic acid
    化學式H□CO□。為二氧化碳溶於水生成的二元弱酸。在常溫、常壓下,二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033М,pH為4。二氧化碳在溶液中大部分以微弱結合的水合物形式存在,衹有一小部分形成H□CO□。在常溫時CO□:H□CO□為600:1。碳酸的熱穩定性很差,在加熱時全部分解並放出二氧化碳。碳酸在鹼的作用下,可分別生成酸式碳酸????和碳酸????。
     (龔毅生)
    
英文解釋
  1. :  weak acid made by dissolving carbon dioxide in water,  Calcium carbonate,  Carbonic anhydrase,  metacarbonic acid,  H2CO3,  carbonic acid (H2CO3),  carbonic acid acid
  2. n.:  creosote,  carbonic acid
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