La carbonatación es la reacción química del dióxido de carbono para dar carbonatos , bicarbonatos y ácido carbónico . [1] En química , el término se utiliza a veces en lugar de carboxilación , que se refiere a la formación de ácidos carboxílicos .
En química y geología inorgánica , la carbonatación es común. Los hidróxidos metálicos (MOH) y los óxidos metálicos (M'O) reaccionan con el CO 2 para dar bicarbonatos y carbonatos :
En fisiología de los mamíferos, el transporte de dióxido de carbono a los pulmones implica una reacción de carbonatación catalizada por la enzima anhidrasa carbónica . En ausencia de tales catalizadores, el dióxido de carbono no puede expulsarse a una velocidad suficiente para satisfacer las necesidades metabólicas. La enzima alberga un complejo acuoso de zinc , que captura dióxido de carbono para dar bicarbonato de zinc: [2]
En el hormigón armado , la reacción química entre el dióxido de carbono del aire y el hidróxido de calcio y el silicato de calcio hidratado del hormigón se conoce como neutralización . La reacción similar en la que el hidróxido de calcio del cemento reacciona con el dióxido de carbono y forma carbonato de calcio insoluble es la carbonatación .
La carbonatación del amoníaco es un paso en la producción industrial de urea : en 2020, la capacidad de producción mundial fue de aproximadamente 180 millones de toneladas. [3] Como fertilizante, es una fuente de nitrógeno para las plantas. Las plantas de producción de urea casi siempre están ubicadas junto al sitio donde se fabrica el amoníaco. [4]
En la posterior conversión de urea: el carbamato de amonio se descompone en urea, liberando agua:
La ley de Henry establece que P CO 2 = KB x CO 2 donde P CO 2 es la presión parcial del gas CO 2 sobre la solución. K B es la constante de la ley de Henry. K B aumenta a medida que aumenta la temperatura. x CO 2 es la fracción molar de CO 2 gaseoso en la solución. Según la ley de Henry, la carbonatación aumenta en una solución a medida que disminuye la temperatura. [5]
Dado que la carbonatación es el proceso de producir compuestos como ácido carbónico (líquido) a partir de CO 2 (gas) {es decir, hacer líquido a partir de gases}, la presión parcial de CO 2 tiene que disminuir o la fracción molar de CO 2 en solución tiene que aumentar { P CO 2 /x CO 2 = KB } y ambas condiciones apoyan el aumento de la carbonatación.