Karbonasyon

Bu madde kimyadaki karbonasyon reaksiyonları hakkındadır. Karbonatlı içecekler için Sodalı su ve Meşrubat sayfasına bakınız.

Mineral karbonasyon ürünlerinin yeniden kullanımı

Karbonasyon veya karbonatlaşma, karbondioksitin karbonatlar, bikarbonatlar ve karbonik asit oluşturmak üzere girdiği kimyasal reaksiyondur. Kimyada bu terim bazen karboksilik asitlerin oluşumunu ifade eden karboksilasyon yerine kullanılır.

İnorganik kimya ve jeolojide karbonatlaşma yaygındır. Metal hidroksitler (MOH) ve metal oksitler (M'O) CO2 ile reaksiyona girerek bikarbonatlar ve karbonatlar oluşturur:

MOH + CO₂ → M(HCO₃)

M'O + CO₂ → M'CO₃

Seçilmiş karbonasyonlar

Karbonik Anhidraz mekanizması

Karbonik anhidraz

Memeli fizyolojisinde, karbondioksitin akciğerlere taşınması, karbonik anhidraz enzimi tarafından katalize edilen bir karbonasyon reaksiyonunu içerir. Bu tür katalizörlerin yokluğunda, karbondioksit metabolik ihtiyaçları desteklemek için yeterli oranda dışarı atılamaz. Enzim, karbondioksiti yakalayarak bir çinko bikarbonat veren bir çinko aquo kompleksi barındırır:

[(imidazol)
3ZnOH]+
+ CO
2 ⇌ [(imidazol)
3ZnOCO
2H]+

İmidazol:

Betonun davranışı

Betonarmede, havadaki karbondioksit ile betondaki kalsiyum hidroksit ve hidratlı kalsiyum silikat arasındaki kimyasal reaksiyona nötralizasyon denir. Çimentodaki kalsiyum hidroksitin karbondioksit ile reaksiyona girerek çözünmeyen kalsiyum karbonat oluşturduğu benzer reaksiyona karbonatlaşma denir.

Ürenin yapısal formülü ve moleküler modeli

Üre üretimi

Amonyağın karbonasyonu, ürenin endüstriyel üretiminde bir adımdır: 2020 yılında dünya çapındaki üretim kapasitesi yaklaşık 180 milyon tondu. Gübre olarak bitkiler için bir azot kaynağıdır. Üre üretim tesisleri neredeyse her zaman amonyağın üretildiği yerin bitişiğinde yer alır.

2 NH
3 + CO
2 ⇌ [NH
4]+
[NH
2COO]−

Daha sonraki üre dönüşümünde: amonyum karbamat, su açığa çıkararak üreye ayrışır:

[NH
4]+
[NH
2COO]−
⇌ CO(NH
2)
2 + H
2O

Çözünürlük

Henry yasası, P_CO2 = K_Bx_CO2 olduğunu belirtir; burada P_CO2, çözelti üzerindeki CO₂ gazının kısmi basıncıdır. K_B, Henry yasası sabitidir. K_B, sıcaklık arttıkça artar. x_CO2, çözeltideki CO₂ gazının mol kesridir. Henry yasasına göre, bir çözeltideki karbonatlaşma sıcaklık azaldıkça artar

Karbonatlaşma, CO₂'den (gaz) karbonik asit (sıvı) gibi bileşikler verme süreci olduğundan {örneğin; gazlardan sıvı yapmak} CO₂'nin kısmi basıncı azalmalı veya çözeltideki CO₂'nin mol kesri artmalıdır {P_CO2/x _CO2=K_B} ve bu iki durum da karbonatlaşmanın artmasını destekler.