Karbonasyon
Karbonasyon veya karbonatlaşma, karbondioksitin karbonatlar, bikarbonatlar ve karbonik asit oluşturmak üzere girdiği kimyasal reaksiyondur.[1] 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
[değiştir | kaynağı değiştir]Karbonik anhidraz
[değiştir | kaynağı değiştir]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:[2]
- [(imidazol)
3ZnOH]+
+ CO
2 ⇌ [(imidazol)
3ZnOCO
2H]+
İmidazol:[not 1]
Betonun davranışı
[değiştir | kaynağı değiştir]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.
Üre üretimi
[değiştir | kaynağı değiştir]Amonyağın karbonasyonu, ürenin endüstriyel üretiminde bir adımdır: 2020 yılında dünya çapındaki üretim kapasitesi yaklaşık 180 milyon tondu.[3] Gübre olarak bitkiler için bir azot kaynağıdır. Üre üretim tesisleri neredeyse her zaman amonyağın üretildiği yerin bitişiğinde yer alır.[4]
- 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
[değiştir | kaynağı değiştir]Henry yasası, PCO2 = KBxCO2 olduğunu belirtir; burada PCO2, çözelti üzerindeki CO2 gazının kısmi basıncıdır. KB, Henry yasası sabitidir. KB, sıcaklık arttıkça artar. xCO2, çözeltideki CO2 gazının mol kesridir. Henry yasasına göre, bir çözeltideki karbonatlaşma sıcaklık azaldıkça artar[5]
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 {PCO2/x CO2=KB} ve bu iki durum da karbonatlaşmanın artmasını destekler.
Notlar
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ Hafif bazik özelliklere sahip, renksiz kristal bir bileşik olup, histidin amino asidinin bir ikamesi olarak bulunur.
Kaynakça
[değiştir | kaynağı değiştir]- ^ "carbonation".
- ^ Sattler, Wesley; Parkin, Gerard (2012). "Structural Characterization of Zinc Bicarbonate Compounds Relevant to the Mechanism of Action of Carbonic Anhydrase". Chemical Science. 3 (6). s. 2015. doi:10.1039/c2sc20167d.
- ^ "Urea production statistics". www.ifastat.org. International Fertilizer Association. Erişim tarihi: 19 Nisan 2023.
- ^ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a27_333.pub2.
- ^ "Henry's Law". ChemEngineering. Tangient LLC. 2 Haziran 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Kasım 2017.