Idrogenocarbonato

Lo ione idrogenocarbonato, noto anche come monoidrogenocarbonato, nonché col termine obsoleto di bicarbonato, è l'anione che deriva dalla prima dissociazione dell'acido carbonico. Secondo la nomenclatura IUPAC il nome è monoidrogenotriossocarbonato.

Ha formula minima HCO−3 e massa molecolare di 61,023 u.

Etimologia

Osservando la formula di un idrogenocarbonato apparentemente non c'è nulla che giustifichi il prefisso bi- del termine bicarbonato. L'origine del nome risale all'epoca di Lavoisier (XVIII secolo) quando i sali erano considerati la combinazione di un ossido metallico con un ossido non metallico e venivano scritti di conseguenza; ad esempio, il carbonato di sodio, Na₂CO₃, veniva scritto come Na₂O · CO₂.

Per spiegare la presenza dell'idrogeno i bicarbonati erano considerati sali uniti a molecole d'acqua: il sodio idrogenocarbonato (NaHCO₃) era scritto Na₂O · 2CO₂ · H₂O e coerentemente chiamato “bi-carbonato di soda”.

Chimica

Data l'instabilità dell'acido carbonico, che di fatto in acqua non esiste, per la pratica è più facile considerare l'idrogenocarbonato derivante dalla reazione dell'anidride carbonica con acqua:

CO₂ 2 H₂O ⇄ HCO−3 H₃O pK_a = 6,35

o dall'addizione di anidride carbonica al carbonato:

CO₂ CO2−3 H₂O → 2 HCO−3

Inoltre si può ottenere anche gorgogliando CO₂ in una soluzione tamponata a pH 8-9.

Generalmente l'idrogenocarbonato dà sali solubili soggetti a debolissima idrolisi basica:

HCO−3 ⇄ CO₂ OH⁻ pK_b = 7,65

HCO−3 H₂O ⇄ CO2−3 H₃O pK_a = 10,36

Per questo uno dei principali usi degli idrogenocarbonati è quello di basificanti a basso costo. Il prodotto industriale principale è il bicarbonato di sodio.

Significato biologico

Il rapporto bicarbonato/acido carbonico rappresenta il sistema tampone dei liquidi extracellulari (plasma, liquidi interstiziali) nel mantenimento dell'equilibrio acido-base e del pH. Normalmente nel plasma 95% di ione bicarbonato (HCO−3), 5% anidride carbonica CO₂ ed una piccolissima parte è sotto forma di acido carbonico (H₂CO₃). Se il rapporto tra ione bicarbonato e CO₂ disciolta si mantiene 20 a 1, il pH mantiene il valore fisiologico di 7,4.

Il bicarbonato è una sostanza prodotta naturalmente dal corpo umano, ma non nello stomaco. Durante la digestione, mentre lo stomaco secerne succhi gastrici, le pareti si "proteggono" con la secrezione di muco misto a idrogenocarbonato in sedi diverse che teoricamente non vengono a contatto: l'acido cloridrico è secreto dalle cellule principali misto ad acqua e pepsina (pH basico), mentre l'idrogenocarbonato è contenuto nel muco delle pareti. Il bicarbonato è secreto a valle dello stomaco, dal pancreas, come principale costituente dei succhi pancreatici allo scopo di neutralizzare l'acidità del succo gastrico.

L'uso di bicarbonato come antiacido stimola la produzione dell'ormone gastrina che, a sua volta, aumenta la produzione di acido cloridrico gastrico: per questo una sua eccessiva assunzione dopo un effetto antiacido iniziale, può peggiorare i sintomi.