物理性质
会使紫色石蕊试液变成梅红色。
化学性质
碳酸的热稳定性很差,从来没有以纯酸的形式分离出来过,碳酸加热时全部分解并放出二氧化碳。碳酸在碱的作用下,能生成酸式碳酸盐M(HCO3)2和碳酸盐MCO3〔M代表二价金属)。
许多金属的酸式碳酸盐的溶解度稍大于正盐,其溶解度和Pco2(二氧化碳分压)有关。Pco2大,碳酸盐溶解于水;Pco2小(或升温),析出碳酸盐,自然界的钟乳石就是这样形成的。暂时硬水加热软化就是因为生成了碳酸盐沉淀。所有的酸式碳酸盐受热均分解为CO2和相应的正盐。
碳酸是二氧化碳气体溶于水而生成的酸。它的酸性很弱,且极为不稳定,温度稍高一些,便会分解成二氧化碳和水。
碳酸是一种二元酸,其电离分为两步:
H2CO3 ⇌ HCO3− + H+
Ka1 = 2.5×10-4 mol/L; pKa1 = 3.60 (25 °C)
HCO3− ⇌ CO3− + H+
Ka2 = 5.61×10-11 mol/L; pKa2 = 10.25 (25 °C)
需要注意的是,以上所述值并不适用于实际估算碳酸的酸性,因为单个碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要强。但实际上,碳酸分子只出现在二氧化碳和水的动态平衡中,其浓度比二氧化碳低得多,故酸度实际上较低,第一步反应可以记作:
CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+
Ka = 4.30×10-7 mol/L; pKa = 6.36
这个值被称为碳酸的解离常数。
二氧化碳(CO2)溶于水后,一部分二氧化碳会与水化合,形成碳酸。该反应是一个可逆反应,方程式如下:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
该反应在常温下的平衡常数是Kh=1.70×10−3;因此大部分二氧化碳都不会参与反应。假若没有催化剂存在,反应速率十分缓慢,其反应速率常数仅为0.039 s−1(正反应)以及23 s−1(逆反应)。在(甲/乙/丙/丁/戊/己/庚/辛/壬/癸)二酸当中,惟有甲二酸是无毒的。
碳酸不稳定,在摇晃或加热时分解为CO2和H2O,方程式为:H2CO3===H2O+CO2↑
血液中的碳酸
在哺乳动物的血液中,碳酸的角色非常重要。当二氧化碳从细胞进入血液后,它会与水化合形成碳酸,其后被夺走一个H+,形成碳酸氢根离子(HCO3−)。碳酸氢根离子会进入红血球,与另一个H+ 结合,再次形成碳酸。在肺中,碳酸中的水将被夺走,二氧化碳即从肺部释出。
控制碳酸与二氧化碳间的反应平衡对于控制血液酸性的意义很重大。大多数生物具有一种名为碳酸酐酶的酶,它能有效地控制两种化合物间的反应平衡。
生活中碳酸饮料
碳酸饮料是在液体饮料中充入二氧化碳做成的,俗称汽水,昔日又称荷兰水。碳酸饮料,主要成分包括:碳酸水、柠檬酸等酸性物质、白糖、香料,有些含有咖啡因,人工色素等。除糖类能给人体补充能量外,充气的“碳酸饮料”中几乎不含营养素。其中包括日常汽水,如七喜、可乐、苏打水等。碳酸饮料是人们日常生活中必不可少的食品。[1]
碳酸导致骨质疏松
碳酸饮料中往往含有磷酸等成分,它们进入人体后会和钙发生反应,对牙齿、骨骼有重要影响。所以不宜多饮,也不宜天天饮用。处于更年期者、儿童、老人、糖尿病患者更不宜多饮。
根据需求谨慎饮用
专家建议,饮用和选购碳酸饮料的时候都要谨慎,更不要长期大量饮用。
相对来说,纯果汁的碳酸饮料营养比较丰富,有的饮料中还有少量果肉沉淀,能够适当补充维生素,倒是比较适合年轻人和儿童饮用,但是不能每天喝,或一次性大量饮用。而一些含有咖啡因的碳酸饮料,可乐最有代表性,虽然具有提神的作用,但一般适合成年人偶尔感觉疲劳、精神不济的时候喝,不太适合儿童。[1]




