Il diossido di carbonio ha avuto diversi nomi nel corso della storia. Nel 1781, Lavoisier e i suoi colleghi lo definirono "acido carbonico", legando il nome alla combustione del carbone. Inizialmente, gli acidi venivano riconosciuti per il loro sapore distintivo e la capacità di virare la cartina al tornasole. Col tempo, il concetto di acido si evolse grazie agli studi di Davy e Berzelius, che ne evidenziarono il ruolo centrale dell'idrogeno.
Già all'inizio del XIX secolo, il termine "diossido di carbonio" era diffuso, e si capì che definire CO₂ "acido carbonico" era errato. Tuttavia, l'esistenza dell'H₂CO₃ fu postulata, poiché si conoscevano i carbonati e i bicarbonati, ma non il loro acido corrispondente. Laurent affermò che H₂CO₃ si decomponesse immediatamente in H₂O e CO₂, senza poter essere isolato.
Nonostante ciò, il termine "acido carbonico" continuò a essere usato per riferirsi alla CO₂, anche da scienziati illustri come Tyndall e Arrhenius. Solo alla fine del XIX secolo il nome fu definitivamente sostituito con "anidride carbonica".
Nonostante queste scoperte, il ruolo esatto dell'H₂CO₃ in soluzione acquosa è ancora dibattuto. Il modellotradizionale ipotizza che si formi e si dissoci successivamente, ma studi più recenti suggeriscono che la reazione potrebbe avvenire direttamente, senza un intermediario definito.
In passato il composto veniva chiamato spirito silvestre, aria fissa o aria mefitica.
La caratterizzazione del composto è stata principalmente effettuata con metodi spettroscopici, in particolare utilizzando la spettroscopia infrarossa. Ne sono stati ipotizzati duepolimorfi denominati α e β, basandosi su tecniche a matrice IR, ma solo recentemente è stato chiarito che "α-H₂CO₃" è in realtà un monometil estere dell'H₂CO₃, mentre β-H₂CO₃ è l'unica forma conosciuta dell'acido carbonico.
L'elevata concentrazione di CO₂ nel suolo stimola l'alterazione dell'acido carbonico sulle superfici minerali, favorendo così un significativo scambio di cationi e la dissoluzione dei minerali. L'alterazione dell'acido carbonico coinvolge tutte e tre le fasi del sistema del suolo: il CO₂ nella fase gassosa, l'acido carbonico e gli ioni associati nella fase liquida, e nella fase solida, i protoni e i carbonati interagiscono con lo scambio di cationi, le superfici minerali e le strutture minerali.
L'aggressione dell'acido carbonico e la successiva dissoluzione del bicarbonato è inversamente proporzionale dalla temperatura e direttamente proporzionale alla concentrazione di anidride carbonica nell'aria.
La reazione avviene troppo lentamente per essere utile: viene quindi catalizzata dall'anidrasi carbonica, enzima presente nei globuli rossi che a loro volta immagazzinano all'interno l'acido per rilasciarlo dove la pCO2 si abbassa. Questo processo prende parte agli scambi gassosi cellulari durante la respirazione e alla regolazione del pH del sangue. In condizioni fisiologiche il rapporto bicarbonato/acido carbonico è di 20:1. Nel sangue, l'aumento di acido carbonico porta ad un aumento dell'anidride carbonica.
Il tampone bicarbonato/acido carbonico è attivo sia a livello polmonare sia renale. Inoltre, la stessa situazione si verifica nei vasi che circondano la vescica natatoria dei pesci e comporta lo svuotamento e il riempimento della cavità, con conseguente aumento o diminuzione della densità totale e quindi della galleggiabilità.
↑(EN) Dina Pines, Julia Ditkovich e Tzach Mukra, How Acidic Is Carbonic Acid?, in The Journal of Physical Chemistry B, vol.120, n.9, 10 marzo 2016, pp.2440–2451, DOI:10.1021/acs.jpcb.5b12428. URL consultato il 4 maggio 2025.
