Bikarbonat mempunyai peran biokimia penting dalam sistem pendaparanpH fisiologis.[3]
Istilah "bikarbonat" diberikan pada tahun 1814 oleh kimiawan Inggris William Hyde Wollaston.[4] Awalan "bi" dalam "bikarbonat berasal dari sistem penamaan kuno dan berdasarkan pengamatan bahwa terdapat dua karbonat (CO2−3) per ion natrium dalam natrium bikarbonat (NaHCO3) dan bikarbonat lain kecuali dalam natrium karbonat (Na2CO3) dan karbonat lainnya.[5] Nama tersebut masih lestari sebagai nama trivial.
Sifat kimia
Ion bikarbonat (ion hidrogenkarbonat) adalah suatu anion dengan rumus empirisHCO−3 dan massa molekul 61,01 dalton; ia terdiri dari satu atom karbon sebagai pusat yang dikelilingi oleh tiga atom oksigen dalam penataan trigonal planar; dengan atom hidrogen terikat pada salah satu atom oksigen. Ion karbonat isoelektronik dengan asam nitratHNO3. Ion bikarbonat membawa muatan formal negatif satu dan merupakan basa konjugat dari asam karbonatH2CO3; sekaligus, merupakan asam konjugat dari CO2−3, ion karbonat, seperti ditunjukkan dalam reaksi kesetimbangan berikut:
CO2 yang dihasilkan sebagai produk limbah dari oksidasi gula di mitokondria bereaksi dengan air dalam reaksi yang dikatalisis oleh karbonat anhidrase membentuk H2CO3, yang berada dalam kesetimbangan dengan kation H+ dan anion HCO−3. Ia kemudian dibawa ke paru-paru, di mana reaksi balik terjadi dan gas CO2 dilepaskan. Pada ginjal (kiri), sel (hijau) yang melapisi tubulus proksimal memulihkan bikarbonat dengan mengangkutnya dari filtrat glomerulus pada lumen (kuning) nefron kembali ke dalam darah (merah). Stoikiometri yang tepat di ginjal dihilangkan demi kesederhanaan.
Bikarbonat (HCO−3) bersifat alkalis, dan merupakan komponen vital pada sistem pendaparanpH[3] tubuh manusia (mempertahankan homeostatis asam-basa). Sebanyak 70–75% CO2 dalam tubuh dikonversi menjadi asam karbonat (H2CO3), yang dapat diubah dengan cepat menjadi bikarbonat.
Dengan asam karbonat sebagai spesiesintermediat pusat, bikarbonat - yang berkonjugasi dengan air, ion hidrogen, dan karbon dioksida - membentuk sitem dapar, yang dijaga pada kesetimbangan volatil[3] yang diperlukan untuk menjaga resistensi perubahan pH ke kedua arah, baik menuju asam dan basa. Hal ini penting untuk melindungi jaringansistem saraf pusat. JIka pH berubah terlalu jauh dari kisaran normal akan menghasilkan bencana (lihat asidosis atau alkalosis).
Bikarbonat juga bertindak mengatur pH dalam usus kecil. Ia dibebaskan dari pankreas sebagai tanggapan terhadap hormon sekretin untuk menetralkan bubur lambung (chyme) yang masuk ke kusus besar dari lambung.[6]
Bikarbonat di lingkungan
Bikarbonat merupakan bentuk dominan dari karbon anorganik terlarut dalam air laut,[7] dan dalam sebagian besar air tawar. Dengan demikian, ia adalah penyerap penting dalam siklus karbon.
Dalam ekologi air tawar, aktivitas fotosintesis yang kuat oleh tanaman air tawar di siang hari melepaskan gas oksigen ke dalam air dan pada saat bersamaan menghasilkan ion bikarbonat. Ini menggeser pH ke atas sampai dalam keadaan tertentu tingkat alkalinitas bisa menjadi racun bagi beberapa organisme atau dapat membuat unsur kimia lainnya, seperti amonia, menjadi beracun. Dalam kegelapan, ketika tidak terjadi fotosintesis, proses respirasi melepaskan karbon dioksida, dan tidak ada ion bikarbonat baru yang dihasilkan, yang mengakibatkan penurunan pH yang cepat.
Aliran ion bikarbonat dari batuan yang disebabkan oleh asam karbonat dalam air hujan merupakan bagian penting dari siklus karbon.
Bikarbonat juga banyak berperan dalam sistem pencernaan. Ia meningkatkan pH internal lambung, setelah cairan pencernaan yang sangat asam selesai mencerna makanan. Amonium bikarbonat digunakan dalam pembuatan biskuit digestif [en].
Parameter konsentrasi bikarbonat standard (SBCe) adalah konsentrasi bikarbonat dalam darah pada PaCO2 sebesar 40 mmHg (5,33 kPa), saturasi oksigen penuh dan 36 °C.[8]
Reference ranges for blood tests, membandingkan kandungan bikarbonat darah (ditunjukkan sebagai warna biru di sebelah kanan) dengan konstituen lain.
^William Hyde Wollaston (1814) "A synoptic scale of chemical equivalents," Philosophical Transactions of the Royal Society, 104: 1-22. On page 11, Wollaston coins the term "bicarbonate": "The next question that occurs relates to the composition of this crystallized carbonate of potash, which I am induced to call bi-carbonate of potash, for the purpose of marking more decidedly the distinction between this salt and that which is commonly called a subcarbonate, and in order to refer at once to the double dose of carbonic acid contained in it."
