炭酸（H2CO3）の性質・反応・環境での役割

塩と反応

その共役塩基は、主に重炭酸塩と炭酸塩の2系統の塩をつくります。代表例には炭酸水素ナトリウムと炭酸カルシウムがあります。重炭酸塩は自然水中で無機炭素を運ぶ可溶性の担体として重要であり、炭酸塩は殻や堆積岩をつくる不溶性固体を形成します。工業や実験室では、pH調整やCO2回収のために、こうした平衡が利用されます。

生成と利用

炭酸は、大気中または加圧下のCO2が水に溶けると生じます。これが炭酸飲料と、その一時的な酸性の基盤です。生理学では、重炭酸塩—炭酸系が血液中の主要な緩衝系として働き、pHの維持に役立ちます。炭酸そのものは、すぐに二酸化炭素と水へ分解するため、直接の産業用途は多くありません。

地質学的・環境的意義

地質学では、炭酸は石灰石（炭酸カルシウム）のような炭酸塩鉱物と反応し、溶解を進めます。その結果、可溶性の炭酸水素カルシウムが生じ、カルスト地形や洞窟形成、溶存無機炭素の移動に寄与します。同じ化学は海洋酸性化の問題にもつながっており、溶存CO2の増加が平衡を変え、海洋生物が利用できる炭酸イオンを減らします。

特記事項: 多くの文脈では、「炭酸」という語は、溶存無機炭素種の総体（CO2(aq)、H2CO3、HCO3−、CO3 2−）をゆるく指すためにも使われます。純粋なH2CO3を単離するのはまれで、実際の説明では、酸性、緩衝作用、鉱物との相互作用を左右する平衡挙動に重点が置かれます。