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Gli equilibri dello ione bicarbonato

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Elvira ha scritto:

Salve professoressa! Vorrei porle un quesito che mi è sorto studiando la fisiologia del rene, un quesito strettamente correlato alla chimica (lo ammetto, dopo aver dato l'esame ho rimosso alcuni concetti!).
So che lo ione bicarbonato è una sostanza anfotera (può sia accettare che cedere un H+), ma allora come mai viene descritto solo come "base" (tanto è vero che a livello renale è il sistema più importante per tamponare gli ioni H+ in eccesso) e non si fa mai accenno alla sua funzione di acido?
 
Attendo con ansia una sua risposta.
Cordiali saluti, una studentessa disperata…
 
Rispondo ad Elvira… nella speranza di sollevarla, almeno un poco, dalla sua disperazione!
 
Le reazioni in cui è coinvolto lo ione bicarbonato nel nostro organismo avvengono in soluzione acquosa. L’acqua, come lo ione bicarbonato, è una specie anfiprotica: può infatti comportarsi sia da acido che da base donando o accettando uno ione H+. Pertanto, tra acqua e ione bicarbonato possiamo scrivere le seguenti reazioni:
 
HCO3- + H2O = H3O+ + CO32-          (HCO3- si comporta da acido)
 
HCO3- + H2O = OH- + H2CO3        (HCO3- si comporta da base)
 
Tali reazioni sono reazioni di equilibrio, a ciascuna delle quali corrisponde un ben determinato valore di costante: Ka HCO3- nel caso del comportamento da acido e Kb HCO3- nel caso del comportamento da base. Delle due reazioni prevale quella a cui corrisponde il maggior valore della costante; infatti, tanto più alto è il valore della costante e tanto più l’equilibrio è spostato a destra, cioè verso i prodotti.
Non ci resta che confrontare i valori delle due costanti:
 
Ka HCO3- = 4,4×10-11
 
Kb HCO3- = Kw/Ka H2CO3 = 10-14 /4,6×10-7 = 2,2×10-8
 
Come puoi notare, la seconda costante è circa 1000 volte più grande dell’altra, e proprio per questo il comportamento basico dello ione bicarbonato prevale nettamente sul comportamento acido. Una soluzione di bicarbonato di sodio ha quindi pH basico; il suo valore si calcola con la seguente relazione:
 
pH = ½(pKa H2CO3 + pKa HCO3-) = 8,35
 
Spero che ti risulti tutto chiaro… Buon lavoro!

 

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