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En química inorgánica , el bicarbonato ( nomenclatura recomendada por la IUPAC : hidrogenocarbonato [2] ) es una forma intermedia en la desprotonación del ácido carbónico . Es un anión poliatómico con la fórmula química H C O-
3
.

El bicarbonato tiene un papel bioquímico crucial en el sistema tampón fisiológico del pH . [3]

El término "bicarbonato" fue acuñado en 1814 por el químico inglés William Hyde Wollaston . [4] El prefijo "bi" en "bicarbonato" proviene de un sistema de nomenclatura obsoleto y se basa en la observación de que hay el doble de carbonato ( CO2−
3
) por ion sodio en bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) y otros bicarbonatos que en carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ) y otros carbonatos. [5] El nombre sigue vivo como un nombre trivial .

Según el artículo de Wikipedia, la nomenclatura de química inorgánica de la IUPAC , el prefijo  bi– es una forma obsoleta de indicar la presencia de un solo  ion de hidrógeno . [ referencia circular ] La nomenclatura recomendada en la actualidad exige una referencia explícita a la presencia de un solo ion hidrógeno: hidrogenocarbonato de sodio o carbonato de sodio . Un ejemplo paralelo es el bisulfito de sodio (NaHSO 3 ).

Propiedades químicas [ editar ]

El ion bicarbonato (ion hidrogenocarbonato) es un anión con la fórmula empírica HCO-
3
y una masa molecular de 61,01  daltons ; consta de un átomo de carbono central rodeado por tres átomos de oxígeno en una disposición planar trigonal , con un átomo de hidrógeno unido a uno de los oxígenos. Es isoelectrónico con ácido nítrico  HNO.
3
. El ion bicarbonato tiene una carga formal negativa y es una especie anfiprótica que tiene propiedades ácidas y básicas. Es tanto la base conjugada del ácido carbónico  H
2
CO
3
; y el ácido conjugado de CO2−
3
, el ion carbonato , como se muestra en estas reacciones de equilibrio :

CO2−
3
+ 2 H 2 O ⇌ HCO-
3
+ H 2 O + OH - ⇌ H 2 CO 3 + 2 OH -
H 2 CO 3 + 2 H 2 O ⇌ HCO-
3
+ H 3 O + + H 2 O ⇌ CO2−
3
+ 2 H 3 O + .

Una sal de bicarbonato se forma cuando un ión cargado positivamente se une a los átomos de oxígeno cargados negativamente del ión, formando un compuesto iónico . Muchos bicarbonatos son solubles en agua a temperatura y presión estándar ; en particular, el bicarbonato de sodio contribuye al total de sólidos disueltos , un parámetro común para evaluar la calidad del agua . [ cita requerida ]

Papel fisiológico [ editar ]

El CO 2 producido como producto de desecho de la oxidación de azúcares en la mitocondria reacciona con el agua en una reacción catalizada por la anhidrasa carbónica para formar H 2 CO 3 , que está en equilibrio con el catión H + y el anión HCO 3 - . Luego se lleva al pulmón, donde ocurre la reacción inversa y se libera gas CO 2 . En el riñón (izquierda), las células (verde) que recubren el túbulo proximal conservan el bicarbonato al transportarlo desde el filtrado glomerular en el lumen (amarillo) de la nefrona a la sangre (rojo). La estequiometría exacta en el riñón se omite por simplicidad.

Bicarbonato ( HCO-
3
) es un componente vital del sistema tampón del pH [3] del cuerpo humano (que mantiene la homeostasis ácido-base ). El 70% -75% del CO 2 del cuerpo se convierte en ácido carbónico (H 2 CO 3 ), que es el ácido conjugado del HCO.-
3
y puede convertirse rápidamente en él.

Con el ácido carbónico como la especie intermedia central , el bicarbonato, junto con el agua, los iones de hidrógeno y el dióxido de carbono , forma este sistema amortiguador, que se mantiene en el equilibrio volátil [3] necesario para proporcionar una rápida resistencia a los cambios de pH tanto en el ácido y direcciones básicas . Esto es especialmente importante para proteger los tejidos del sistema nervioso central , donde los cambios de pH demasiado fuera del rango normal en cualquier dirección podrían resultar desastrosos (ver acidosis o alcalosis ).

El bicarbonato también sirve mucho en el sistema digestivo. Aumenta el pH interno del estómago, después de que los jugos digestivos altamente ácidos hayan terminado en su digestión de los alimentos. El bicarbonato también actúa para regular el pH en el intestino delgado. Se libera del páncreas en respuesta a la hormona secretina para neutralizar el quimo ácido que ingresa al duodeno desde el estómago. [6]

Bicarbonato en el medio ambiente [ editar ]

El bicarbonato es la forma dominante de carbono inorgánico disuelto en el agua de mar [7] y en la mayoría de las aguas dulces. Como tal, es un sumidero importante en el ciclo del carbono .

En la ecología de agua dulce, la fuerte actividad fotosintética de las plantas de agua dulce a la luz del día libera oxígeno gaseoso en el agua y al mismo tiempo produce iones de bicarbonato. Estos desplazan el pH hacia arriba hasta que, en determinadas circunstancias, el grado de alcalinidad puede volverse tóxico para algunos organismos o puede hacer que otros componentes químicos, como el amoníaco, sean tóxicos. En la oscuridad, cuando no se produce la fotosíntesis, los procesos de respiración liberan dióxido de carbono y no se producen nuevos iones de bicarbonato, lo que provoca una rápida caída del pH.

Otros usos [ editar ]

La sal más común del ion bicarbonato es el bicarbonato de sodio , NaHCO 3 , que se conoce comúnmente como bicarbonato de sodio . Cuando se calienta o se expone a un ácido como el ácido acético ( vinagre ), el bicarbonato de sodio libera dióxido de carbono . Se utiliza como agente leudante en repostería .

El flujo de iones de bicarbonato de las rocas erosionadas por el ácido carbónico en el agua de lluvia es una parte importante del ciclo del carbono .

El bicarbonato de amonio se utiliza en la fabricación de galletas digestivas .

Diagnóstico [ editar ]

En la medicina diagnóstica , el valor sanguíneo del bicarbonato es uno de varios indicadores del estado de la fisiología ácido-base en el cuerpo. Se mide, junto con dióxido de carbono , cloruro , potasio y sodio , para evaluar los niveles de electrolitos en una prueba de panel de electrolitos (que tiene Terminología de procedimiento actual , CPT, código 80051).

El parámetro concentración estándar de bicarbonato (SBC e ) es la concentración de bicarbonato en la sangre a una P a CO 2 de 40 mmHg (5,33 kPa), saturación total de oxígeno y 36 ° C. [8]

Rangos de referencia para análisis de sangre , comparando el contenido de bicarbonato en sangre (mostrado en azul a la derecha) con otros componentes.

Compuestos de bicarbonato [ editar ]

  • Bicarbonato de sodio
  • Bicarbonato de potasio
  • Bicarbonato de cesio
  • Bicarbonato de magnesio
  • Bicarbonato de calcio
  • Bicarbonato de amonio
  • Ácido carbónico

Ver también [ editar ]

  • Dióxido de carbono
  • Carbonato
  • Anhídrido carbónico
  • Agua dura
  • Gasometría arterial

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b "hidrogenocarbonato (CHEBI: 17544)" . Entidades químicas de interés biológico (ChEBI) . Reino Unido: Instituto Europeo de Bioinformática. Nombres IUPAC. Archivado desde el original el 7 de junio de 2015.
  2. ^ Nomenclatura de las recomendaciones de la IUPAC de química inorgánica 2005 (PDF) , IUPAC, p. 137, archivado (PDF) desde el original el 18 de mayo de 2017
  3. ^ a b c "Correlación clínica de los niveles de pH: bicarbonato como tampón" . Biology.arizona.edu. Octubre de 2006. Archivado desde el original el 31 de mayo de 2015.
  4. ^ William Hyde Wollaston (1814) "Una escala sinóptica de equivalentes químicos", Transacciones filosóficas de la Royal Society , 104 : 1-22. En la página 11 , Wollaston acuña el término "bicarbonato": "La siguiente pregunta que surge se refiere a la composición de este carbonato de potasa cristalizado, al que me inducen a llamar bicarbonato de potasa, con el propósito de marcar más decididamente la distinción entre esta sal y la que comúnmente se llama subcarbonato, y para referirnos de una vez a la doble dosis de ácido carbónico que contiene ".
  5. ^ "Bicarbonato de sodio" . Newton - Pregúntele a un científico . Laboratorio Nacional Argonne . Archivado desde el original el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 2 de mayo de 2018 .
  6. ^ Berne & Levy, Principios de fisiología
  7. ^ "La química de la acidificación del océano: OCB-OA" . www.whoi.edu . Institución Oceanográfica Woods Hole. 24 de septiembre de 2012. Archivado desde el original el 19 de mayo de 2017 . Consultado el 17 de mayo de 2017 .
  8. Acid Base Balance (página 3) Archivado el 13 de junio de 2002 en la Wayback Machine.

Enlaces externos [ editar ]

  • Bicarbonatos en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .