بيكربونات أو هيدروجين 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 أو لزيادة مفعول الخميرة.
بسبب شحنتي أيون البيكربونات فهو يستطيع أن يعطي بروتونا، ولذلك فهو يعتبر واحد من المواد مانحة البروتون، كما في استطاعته أكتساب برتونا ثانيا ويسمى آخذ بروتون وهو يلعب 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 أهم هيدروجين الكربونات بيكربونات الصوديوم (NaHCO3), وبيكربونات الأمونيوم NH4HCO3) وهيدروكربونات الكالسيوم. تتسبب كثرة الكربونات في الماء فيما يسمى عسر الماء وهو لا 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 أن 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 أن كربونات تلك الفلزات ضعيفة الذوبان في الماء.
تفاعلات البيكربونات
تتفاعل بيكربونات الصوديوم مع الكالسيوم وينتج من التفاعل كربونات الصوديوم وكربونات الكالسيوم والهيدروجين.
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 أو لاختصار وقت فعل الخميرة. يَنتج ثاني أكسيد الكربون من مسحوق الخبيز بعد اتّحاده مع الهيدروجين بفعل 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.
علم التشخيص
يعتبر مقدار (قيمة) البيكربونات في الدم أحد المؤشرات العديدة المتسخدمة في الطب التشخيصي لمعرفة حالة التوازن الحمضي_القلوي الفيزيزلوجي في الجسم . تركيز البيكربونات القياسي (standard bicarbonate concentration) (SBCe) هو مُتَثابِتَة (باراميتر) تقيس تركيز البيكربونات في الدم عند الضغط الشرياني لثاني أكسيد الكربون الجزئي (PaCO2) يساوي 40 ملم زئبق (mmHg) و 5.33 بالكيلوباسكال (kPa)، عند درجة حرارة 36 °C وإشباع كامل للأكسجين .[1]
الدور الكيميائي الحيوي
البيكربونات (HCO3) تفاعلها قلوي (Alkaline)، وهو من 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 [2] . 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 أو القلوي . وهذا هام جداً لحماية خلايا الجهاز العصبي المركزي، حيث 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 [3] .
اقرأ أيضا
المصادر
- Acid Base Balance (page 3) - تصفح: نسخة محفوظة 28 يناير 2013 على موقع 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