بيكربونات

تمثيل شكل أيون الكربونات الهيدروجيني. تتوسطه في المركز ذرة كربون C.

بيكربونات أوهيدروجين كربونات (كربونات هيدروجينية)) هي أملاح حمض الكربونيك، ونحصل عليها عن طريق معادلة هذا الحمض بأحد القواعد. كما يسمى أحيانا أيون تلك 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 وينتج كربونات. من الأملاح المتداولة "بيكربونات الصودا " التي تستخدم كثيرا في صناعة الخبز والمعجنات لتعوض عن الخميرة أولزيادة مفعول الخميرة.

بسبب شحنتي أيون البيكربونات فهويستطيع حتى يعطي بروتونا، ولذلك فهويعتبر واحد من المواد مانحة البروتون، كما في استطاعته أكتساب برتونا ثانيا ويسمى آخذ بروتون وهويلعب دورا مهما في الفيزيولوجيا كأحد مكونات أنظمة " حمض الكربونيك-بيكربونات "، ويستخدم كمحلول منظم وفي محاليل الدم، وتنظيم محتوي حمض-قلوي في الكائنات الحية والثدييات .

من أبرز هيدروجين الكربونات بيكربونات الصوديوم (NaHCO₃), وبيكربونات الأمونيوم NH₄HCO₃) وهيدروكربونات الكالسيوم. تتسبب كثرة الكربونات في الماء فيما يسمى عسر الماء وهولا يساعد على نشأة رغوة الصابون.

خواص البيكربونات

البيكربونات هي أملاح حيث ينشأ بين أيونات الهيدروكربونات والكاتيونات رابطة أيونية التي تميل إلى تنظيم هيكل بلوري . والبيكربونات ليس لها رائحة ولا لون إلا في حالة أتيان الكاتيون بلون خاص به وتكون فيهيئة مسحوق. وتكون معظم البيكربونات التي تذوب في الماء كهارل موصلة للتيار الكهربائي حيث حتى الكاتيونات تكون حرية الحركة وكذلك أنيونات الهيدروجين كربونات .

التحلل:

تتحلل البيكربونات فوق درجة حرارة أعلى من 50 درجة مئوية وينتج منها ماء وثاني أكسيد الكربون.

تعتبر بيكربونات الفلزات القلوية الترابية: الكالسيوم والمغنسيوم والباريوم والسترونتيوم جيدة الذوبان في الماء، في حين حتى كربونات تلك الفلزات ضعيفة الذوبان في الماء.

تفاعلات البيكربونات

تتفاعل بيكربونات الصوديوم مع الكالسيوم وينتج من التفاعل كربونات الصوديوم وكربونات الكالسيوم والهيدروجين.

{\displaystyle \mathrm {2\ NaHCO_{3 +Ca\longrightarrow CaCO_{3 +Na_{2 CO_{3 +H_{2

تستخدم كربونات الصوديوم الهيدروجينية NaHCO3 (مسحوق الخبيز) في صناعة الخبز والمعجنات والكيك حيث ينحل بالحرارة ليعطي غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يعمل على انتفاخ العجين واعطائه القوام الاسفنجي، عندما لا تكون الخبيرة مستحسنة الطعم أولاختصار وقت عمل الخميرة. يَنتج ثاني أكسيد الكربون من مسحوق الخبيز بعد اتّحاده مع الهيدروجين بعمل الحرارة حسب المعادلة التّالية:

NaHCO₃ + H⁺ → Na⁺ + CO₂ + H₂O

وجود البيكربونات واستخداماتها

توجد بيكربونات الصوديوم طبيعيا في معدن "ناهكوليت " في الولايات المتحدة الأمريكية. ويستخدم كثيرا في الصناعات الغذائية مثل الحبوب الفوارة ومسحوق الخبيز. كما يستخدم في الأغراض الطبية لمقاومة حموضة المعدة . ويستخدم أيضا كأحد مركبات أنابيب إطفاء الحريق.

فهم التشخيص

يعتبر مقدار (قيمة) البيكربونات في الدم أحد المؤشرات الكثيرة المتسخدمة في الطب التشخيصي لفهم حالة التوازن الحمضي_القلوي الفيزيزلوجي في الجسم . هجريز البيكربونات القياسي (standard bicarbonate concentration) (SBCe) هومُتَثابِتَة (باراميتر) تقيس هجريز البيكربونات في الدم عند الضغط الشرياني لثاني أكسيد الكربون الجزئي (P_aCO₂) يساوي 40 ملم زئبق (mmHg) و5.33 بالكيلوباسكال (kPa)، عند درجة حرارة 36 °C وإشباع تام للأكسجين .

المجالات المرجعية للاختبارات الدموية,مقارنة محتوى الدم من البيكربونات (كما هومشروح باللون الأزرق في اليمين) مع المكونات الأخرى.

الدور الكيميائي الحيوي

البيكربونات (HCO3) تفاعلها قلوي (Alkaline)، وهومن المكونات الأساسية لنظام تخزين الحمض المؤقت في الجسم، (يؤمن التوازن الحمضي القلوي في الجسم) . 70-75% من ثاني أكسيد الكربون يتم تحويله إلى حمض الكربونيك (H2Co3) , والتي سيصبح من السهولة قلبها إلى بيكربونات . بالإضافة إلى حمض الكربونيك كوسيط 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 أوالقلوي . وهذا هام جداً لحماية خلايا الجهاز العصبي المركزي، حيثقد يكون ال PH بعيد عن القيم الطبيعية في أي اتجاه، ممكن ان تؤدي لنتائج كارثية. إن البيكربونات تقوم بدور منظم للباهاء 《PH》 في المعي الدقيق أيضاً، حيث أنها تتحرر من البنكرياس تحت تحفيز هرمون السيكريتين لتعدل حموضة الكيموس الداخل للعفج آتياً من المعدة .

المصادر

^ Acid Base Balance (page 3)^{[وصلة مكسورة]}نسخة محفوظة 28 يناير 2013 على مسقط واي باك مشين.
^ "Clinical correlates of pH levels: bicarbonate as a buffer". Biology.arizona.edu. October 2006. مؤرشف من الأصل في 18 ديسمبر 2017.
^ Berne & Levy, Principles of Physiology