Kiedy weźmiemy do ręki butelkę napoju gazowanego, istnieje duże prawdopodobieństwo, że na jego etykiecie znajdziemy pewien charakterystyczny składnik – jest nim H2CO3, czyli kwas węglowy. Zastosowanie i właściwości tego związku chemicznego zasługują na uwagę, ponieważ jest to jeden z najbardziej nietrwałych, a zarazem najpopularniejszych kwasów, które znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym i nie tylko. Co warto wiedzieć na temat kwasu węglowego? Oto garść przydatnych informacji.
Otrzymywanie kwasu węglowego i jego rozpad
Proces otrzymywania kwasu węglowego nie należy do skomplikowanych. Nie wymaga też zbyt wielu składników ani zastosowania zaawansowanych technologii. W jaki sposób powstaje H2CO3, czyli kwas węglowy? Wzór strukturalny tego związku wskazuje, że tworzy się on w wyniku rozpuszczenia dwutlenku węgla (CO2) w wodzie (H2O). Uzyskany podczas tej reakcji związek wykazuje kilka specyficznych właściwości, które omówimy poniżej.
Właściwości kwasu węglowego
Co warto wiedzieć na temat właściwości fizycznych i chemicznych kwasu węglowego? Jest to związek:
- bardzo słaby i nietrwały,
- bezwonny,
- płynny,
- o lekko kwaskowatym smaku,
- istniejący wyłącznie w roztworach rozcieńczonych,
- łatwo ulegający rozpadowi na wodę oraz dwutlenek węgla,
- barwi oranż metylowy na kolor czerwony,
- współtworzy sole kwasu węglowego (węglany).
Kwas dwuzasadowy H2CO3 tworzy dwa rodzaje soli: kwaśne (wodorowęglany) oraz obojętne. Ponadto, nie ma możliwości wyprodukowania tego związku w wersji stężonej. Współcześni naukowcy odkryli też, że kwas węglowy można uzyskać w postaci gazowej w śladowych ilościach, choć jest to zadanie bardzo trudne.
Czym jest dysocjacja kwasu węglowego?
Kwas węglowy w roztworach wodnych ulega stopniowemu rozpadowi. Zjawisko to nosi nazwę dysocjacji jonowej. Jest to proces dwuetapowy, który polega na tym, że jony wodorowe odłączają się stopniowo – najpierw odpada jeden kation, później zaś drugi. Wskutek dysocjacji dochodzi do rozbicia całego związku na 2 jony wodorowe dodatnie i jony ujemne węglanowe.
Występowanie i zastosowanie kwasu węglowego
Kwas węglowy wyróżnia to, że występuje on jedynie w roztworach wodnych. Tę właściwość wykorzystali już ponad 200 lat temu pierwsi twórcy wody sodowej, którzy wpadli na pomysł, by przepuścić przez wodę dwutlenek węgla. CO2 pozyskano w wyniku reakcji kwasu octowego z wodorowęglanem sodu (sodą), a po nasyceniu nim wody zaobserwowano, że taki gazowany napój orzeźwia znacznie lepiej niż jakikolwiek inny, znany dotąd napój.
Obecnie zastosowanie kwasu węglowego H2CO3 w branży napojów gazowanych jest bardzo szerokie. Można śmiało stwierdzić, że bez tego składnika nigdy nie poznalibyśmy smaku kultowych napojów, takich jak: klasyczna woda sodowa, wody mineralne gazowane oraz słodkie napoje typu oranżada, Coca-Cola, Pepsi czy Sprite.
Kwas węglowy znajduje też zastosowanie w laboratoriach przemysłu chemicznego oraz w kosmetologii – służy do przygotowywania zaawansowanych zabiegów oczyszczająco-odmładzających na skórę. W medycynie związek ten wykorzystywany jest między innymi do sanatoryjnych kąpieli kwasowęglowych (polecanych głównie nadciśnieniowcom oraz pacjentom cierpiącym na choroby układu krążenia).
Jak kwas węglowy działa na ludzki organizm?
Na temat kwasu węglowego krąży wiele mitów. Jedni twierdzą, że spożywanie napojów, zawierających ten związek przyczynia się do zakwaszenia i wyniszczenia żołądka, inni zaś są zdania, że H2CO3 nie wywiera żadnego wpływu na ludzki organizm. Jak jest naprawdę i kto ma rację? Gazowana woda lub napój ma zwykle lekko kwaskowaty posmak i faktycznie może powodować nieprzyjemne dolegliwości, jednak dotyczą one wyłącznie osób zmagających się z chorobami układu pokarmowego lub niestrawnością. Oczywiście, jak każdy inny kwas spożywczy H2CO3 podawany w nadmiarze wywołuje zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej w organizmie.