Kyselina uhličitá a jej deriváty

Kyselina uhličitá a jej deriváty

KYSELINA UHLIČITÁ A JEJ DERIVÁTY

Kyselina uhličitá patrí medzi dôležité zlúčeniny uhlíka, pretože spája anorganickú a organickú chémiu. Má význam v prírodných procesoch (napr. v kolobehu oxidu uhličitého) aj v chemickom priemysle, kde sa z nej odvádzajú viaceré dôležité látky.

KYSELINA UHLIČITÁ (H₂CO₃)

Kyselina uhličitá sa niekedy označuje aj ako kyselina hydroxymravčia.
Zo svojho štruktúrneho vzorca vyplýva, že obsahuje karbonylovú skupinu (C=O), na ktorú sú pripojené dve hydroxylové skupiny (–OH).

Je to najjednoduchšia hydroxykyselina, ktorá sa vyskytuje vo vodných roztokoch oxidu uhličitého. Je nestála a ľahko sa rozkladá späť na oxid uhličitý (CO₂) a vodu (H₂O).

Kyselina uhličitá a jej soli – uhličitany – sa zaraďujú medzi anorganické látky, avšak niektoré jej deriváty majú organický charakter, napríklad močovina a fosgén.

FOSGÉN (COCl₂) – DICHLORID KYSELINY UHLIČITEJ

Fosgén je veľmi reaktívny a vysoko jedovatý plyn. Vzniká reakciou oxidu uhoľnatého (CO) s chlórom (Cl₂)pôsobením svetla alebo katalyzátorov.

Má zápach pripomínajúci hnijúce seno, no je to zradne slabý varovný znak, pretože ide o silne toxickú látku, ktorá poškodzuje dýchacie cesty a pľúca.

V minulosti bol fosgén používaný ako bojová otravná látka počas 1. a 2. svetovej vojny.
Dnes sa používa v chemickom priemysle, napríklad pri výrobe polyuretánov, polykarbonátov a farmaceutických látok, pričom sa s ním manipuluje len v uzavretých systémoch.

MOČOVINA (NH₂–CO–NH₂) – DIAMID KYSELINY UHLIČITEJ

Močovina, známa aj pod názvom urea, je organická zlúčenina obsahujúca dusík. Má mimoriadny význam v biochemických aj priemyselných procesoch.

HISTORICKÝ VÝZNAM

V roku 1828 ju nemecký chemik Friedrich Wöhler pripravil synteticky z anorganickej látky – kyanatanu amónneho (NH₄OCN).
Reakcia prebiehala takto:
NH₄OCN → (NH₂)₂CO

Tento objav dokázal, že organické zlúčeniny možno pripraviť z anorganických látok, čím sa položili základy organickej chémie.

FYZIKÁLNE VLASTNOSTI

Močovina je bezfarebná, kryštalická a vo vode dobre rozpustná látka.
Je stabilná a nemá zápach.

BIOLOGICKÝ VÝZNAM

Vzniká ako odpadový produkt metabolizmu dusíkatých látok (aminokyselín) u cicavcov.
Vylučuje sa močom, preto aj jej názov pochádza z latinského „urina“ – moč.
Je dôležitou súčasťou močovinového (ornitínového) cyklu, ktorý prebieha v pečeni a slúži na odstraňovanie prebytočného dusíka z tela.

PRIEMYSELNÁ VÝROBA A VYUŽITIE

Močovina sa vyrába z oxidu uhličitého (CO₂) a amoniaku (NH₃) pri vysokom tlaku a teplote.

Využitie močoviny je široké:

• výroba plastov (aminoplasty – vznikajú reakciou močoviny s formaldehydom),
• prísada do krmív pre hospodárske zvieratá,
• dusíkaté hnojivo v poľnohospodárstve,
• základná surovina pre farmaceutický priemysel (výroba barbiturátov),
• súčasť kozmetických prípravkov – hydratuje pokožku a viaže vodu.

KYSELINA BARBITUROVÁ A BARBITURÁTY

Kyselina barbiturová vzniká reakciou močoviny s esterom kyseliny malónovej. Jej deriváty sa označujú ako barbituráty.

Barbituráty sa používajú v medicíne od roku 1903 ako tlmiace, uspávacie a sedatívne prostriedky.
Pôsobia na centrálnu nervovú sústavu, spomaľujú jej činnosť a spôsobujú útlm, spánok a zníženie úzkosti.

Jeden z prvých a najznámejších barbiturátov bol veronal (kyselina 5,5-diethylbarbiturová).

VYUŽITIE BARBITURÁTOV

• ako hypnotiká (lieky na spanie),
• ako anxiolytiká (prostriedky proti úzkosti),
• ako antiepileptiká (lieky proti epilepsii),
• v minulosti aj ako anestetiká.

Ich použitie sa však postupne obmedzilo, pretože môžu spôsobovať silnú závislosť a predávkovanie môže byť smrteľné.

ZHRNUTIE

Kyselina uhličitá je významná zlúčenina, ktorá tvorí prechod medzi anorganickými a organickými látkami.
Jej deriváty majú rôzne vlastnosti a využitie:

• Fosgén – jedovatý plyn, priemyselná surovina.
• Močovina – biologicky významná látka, hnojivo, surovina pre plasty a liečivá.
• Barbituráty – farmaceutické zlúčeniny s tlmivým účinkom.

Tieto látky dokazujú, že jednoduchá štruktúra kyseliny uhličitej je základom mimoriadne rozmanitej skupiny zlúčenín, ktoré majú zásadný význam v prírode aj technike.

Viď. dokument nižšie.