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碳酸氢盐 编辑
碳酸氢根在生理学上也有很重要的作用,血液中含有碳酸-碳酸氢根组成的缓冲溶液,以抵御大幅度的pH值变化,为酶等生物分子维持适宜的酸碱度。
碳酸氢根离子的结构。碳酸氢根为平面结构,碳位于中心,与三个氧原子键连。它是碳酸的共轭碱,也是碳酸根离子的共轭酸。水溶液中存在下列平衡,碳酸氢根既可发生电离生成水合氢离子,也会水解出氢氧根离子,水解程度大于电离,因此水溶液呈弱碱性。
碳酸氢盐分为标准碳酸氢盐和实际碳酸氢盐,标准碳酸氢盐(stanDArd bicarbonate,SB)是指全血标本在标准条件下(即在38℃和血红蛋白完全氧合的条件下),用PaCO2,为40mmHg的气体平衡后所测得的血浆HCO3-浓度。由于标准化后排除了呼吸因素的影响,故SB是仅反映代谢因素的指标,正常值为22~27mmol/L,平均为24mmol/L。SB在代谢性酸中毒时下降,代谢性碱中毒时升高;在慢性呼吸性酸中毒或碱中毒时,经肾脏代偿后也可继发性增高或降低。
实际碳酸氢盐(aCTual bicarbonate,AB)是指隔绝空气的全血标本,在实际PaCO2,和实际血氧饱和度的条件下测得的血浆HCO3-浓度。AB受呼吸和代谢两个因素影响,正常情况下AB= SB,AB和SB均降低表明有代谢性酸中毒,AB和SB均升高表明有代谢性碱中毒。AB和SB的差值反映呼吸性因素对酸碱平衡紊乱的影响,AB>SB表明有CO蓄积,见于呼吸性酸中毒或代偿后的代谢性碱中毒;AB<SB表明CO。呼出过多,见于呼吸性碱中毒或代偿后的代谢性酸中毒。
溶解性
碱金属和铵的碳酸盐易溶于水,其他金属的碳酸盐难溶于水。碳酸氢盐的溶解性有两种情况:①难溶性碳酸盐对应的碳酸氢盐都有较大的溶解度,如碳酸钙与碳酸氢钙;②易溶的碳酸盐对应的碳酸氢盐都有相对较低的溶解度,如碳酸钠与碳酸氢钠。
由于多数碳酸盐的溶解度小,自然界中存在许多碳酸盐矿石,如大理石、石灰石、方解石、珍珠、珊瑚、贝壳等主要成分是碳酸钙。白云石、菱镁矿主要含有碳酸镁。
自然界中不断进行着碳酸钙与碳酸氢钙的转化。空气中的二氧化碳溶于水后和碳酸钙发生作用,生成碳酸氢钙进入天然水中;而天然水中的碳酸氢钙经自然分解或人工加热又析出碳酸钙。这是碳酸盐在自然界中分布广泛的重要原因,也是钟乳石、石笋的形成和暂时硬水软化的基本原理。
水解性
碳酸盐和碳酸氢盐在水溶液中水解都显碱性。由于碳酸盐的水解作用产生碳酸根,碳酸氢根,氢氧根离子,当其他金属离子(碱金属离子和铵离子除外)遇到可溶性碳酸盐溶液时,会生成3种不同的沉淀:碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物。究竟生成哪一种沉淀取决于反应物、生成物的性质和反应条件。一般地,氢氧化物碱性较强的金属离子可沉淀为碳酸盐;氢氧化物碱性较弱的金属离子可沉淀为碱式碳酸盐;强水解性的金属离子(特别是两性的)可沉淀为氢氧化物。
热稳定性
碳酸盐的热稳定性有一定的规律性。根据组成碳酸盐的阳离子的不同,碳酸盐的热稳定性顺序一般可表示为碱金属碳酸盐>碱土金属碳酸盐>过渡金属碳酸盐。
碳酸盐热分解的难易程度主要与阳离子的极化作用有关。由于阳离子对碳酸根离子产生极化作用,而使碳酸根离子不稳定以致分解。这种极化作用越大,碳酸盐越不稳定。 质子的极化作用超过一般的金属离子,因此,根据组成碳酸盐的阴离子的不同,又有下列热稳定顺序:
M2CO3>M(HCO3)2>H2CO3