того, которое растворяется в крови. Примерно 10 % углекислого газа транспортируется в виде карбогемоглобина (его соединение с гемоглобином), примерно 3 % – в растворенном виде, а большая часть – в виде гидрокарбонатов.
Сравнивая константу диссоциации угольной кислоты «истинную» с константами диссоциации приводимых ниже органических кислот (табл. 1), мы видим, что угольная кислота сильнее янтарной, уксусной, бензойной и аскорбиновой и лишь немного уступает по силе молочной.
Кислоты в этой таблице перечислены в порядке возрастания их силы. Сила кислот определяется их константами диссоциации – сильнее та кислота, у которой больше константа диссоциации.
Другой формой содержания угольной кислоты в воде являются гидрокарбонаты, образующиеся при диссоциации угольной кислоты по 1-й ступени (Н2СО3 <-> Н+ + НСО3-), а также при диссоциации гидрокарбонатных солей, образующихся в результате растворения карбонатных пород под действием угольной кислоты:
СаСО3 + СО2 + Н2О = Са2+ + 2НСО3
Гидрокарбонаты – наиболее распространенная форма содержания угольной кислоты в природных водах при средних значениях рН. Они обусловливают щелочность воды, и это нам прежде всего необходимо помнить.
Кроме того, угольная кислота может содержаться в карбонат-ионах (СО32-), образующихся при диссоциации угольной кислоты по 2-й ступени: НСО3- <->Н + СО32-. Карбонат-ионы содержатся только в щелочной среде (при рН > 8,35). Но в присутствии ионов кальция содержание СО32- бывает небольшим вследствие малой растворимости карбоната кальция (СаСО3). А при наличии в растворе свободной угольной кислоты растворимость карбоната кальция возрастает в результате образования гидрокарбонатов, как об этом и было сказано чуточку выше.
Одновременно все формы угольной кислоты в растворе присутствовать не могут, наиболее вероятными и устойчивыми системами являются СО2 + НСО3- и НСО3- + СО32-. А какая из этих систем будет преобладать, зависит только от концентрации ионов водорода в растворе. Но на концентрацию ионов водорода может оказывать существенное влияние концентрация ионов кальция в растворе.
Основная карбонатная система природных вод представляет собой систему из свободной угольной кислоты и гидрокарбонат-ионов. От соотношения этих форм зависит рН природных вод. Например, при низких значениях рН (<4,2) в воде присутствует практически только свободная угольная кислота, а повышение рН (от 4,2 до 8,35) происходит при снижении концентрации свободной угольной кислоты в растворе и одновременном повышении гидрокарбонатов. При рН больше 8,35 в воде практически отсутствует свободная угольная кислота и остаются только гидрокарбонат-ионы. Но зависимость рН от соотношения различных форм угольной кислоты в растворе можно рассматривать и по-иному – как зависимость содержания различных форм угольной