碳酸

碳酸（英語：），原來也稱揮發酸（Volatile acid）和呼吸酸（Respiratory acid），[1] 化學式為H₂CO₃，是酸的一種。二氧化碳（）溶於水後，一部分二氧化碳會與水化合，形成碳酸。該反應是一個可逆反應，[2]方程式如下：

C O₂ + H₂ O

H₂ C O₃

該反應在常溫下的平衡常數是K_h=1.70×10⁻³；因此大部分二氧化碳都不會參與反應。假若沒有催化劑存在，反應速率十分緩慢，其反應速率常數僅為0.039 s⁻¹（正反應）以及23 s⁻¹（逆反應）。

碳酸是无机物。

生物体内的碳酸

碳酸在生物体内至关重要，代谢和胃酸分泌过程中都需要碳酸。

在哺乳動物的血液中，碳酸在血液中所佔的角色非常重要。當二氧化碳從細胞進入血液後，它會與水化合形成碳酸，其後被奪走一個H⁺，形成碳酸氫根離子（）。碳酸氫根離子會進入紅血球，與另一個H⁺結合，再次形成碳酸。在肺中，碳酸中的水將被奪走，二氧化碳即從肺部釋出。[1] [3]

控制碳酸與二氧化碳間的反應平衡對於控制血液酸性的意義很重大。大多數生物具有一種名為碳酸酐酶的酶，它能有效地控制兩種化合物間的反應平衡。[4]

碳酸在胃酸的分泌中占了重要的作用，碳酸和氯化物可以经过以下化学反应成为盐酸（胃酸的主要成分之一）、碳酸根和钠或钾的正离子（以下正离子为钠）：

H₂ C O₃ + Na Cl → H Cl + Na⁺ + H C O₃^-

碳酸是一種二元酸，其电离分為兩步：

{\rm {H_{2}CO_{3}\rightleftharpoons {HCO_{3}}^{-}+H^{+}}}

K_a1 = 4.3×10^-7 mol/L; pK_a1 = 6.37 (25 °C)

{\rm {{HCO_{3}}^{-}\rightleftharpoons {CO_{3}}^{2-}+H^{+}}}

K_a2 = 4.8×10^-11 mol/L; pK_a2 = 10.32 (25 °C)

需要注意的是，以上所述值並不適用於實際估算碳酸的酸性，因為單個碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強。但實際上，碳酸分子只出現在二氧化碳和水的動態平衡中，其濃度比二氧化碳低得多，故酸度實際上較低，第一步反應可以記作：

{\rm {CO_{2}+H_{2}O\rightleftharpoons {HCO_{3}}^{-}+H^{+}}}

K_a = 4.30×10^-7 mol/L; pK_a = 6.36

這個值被稱為碳酸的解離常數。

在生活中使用其製造飲品如碳酸水，碳酸飲料。食品有蘇打餅，蘇打麵包。

Acid-Base Physiology 2.1 - Acid-Base Balance 页面存档备份，存于 by Kerry Brandis
Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan., 2nd, Oxford: Butterworth-Heinemann: 310, 1997, ISBN 0080379419
"excretion." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2010.
Badger MR, Price GD. . Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Bio. 1994, 45: 369–392. doi:10.1146/annurev.pp.45.060194.002101.

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