Ключевое различие между карбонатом и бикарбонатом заключается в том, что ион карбоната имеет электрический заряд -2, тогда как бикарбонат имеет электрический заряд -1.
Человеческий организм вырабатывает углекислый газ как побочный продукт метаболизма. Большая часть этого углекислого газа растворяется в плазме крови и присутствует в форме бикарбоната. Карбонатная и бикарбонатная система в основном отвечает за поддержание значения рН нашей крови, и они действуют как буфер в нашей крови. Когда углекислый газ растворяется в воде, образуются бикарбонат и угольная кислота, и между этими видами существует равновесие.
Что такое карбонат?
Карбонат – это неорганический ион, содержащий атом углерода и три атома кислорода. Он имеет отрицательный двухвалентный заряд (электрический заряд -2). Карбонат-ион имеет тригонально-плоскую геометрию, а его молекулярная масса составляет 60 г моль-1.
Хотя структура Льюиса карбонат-иона имеет одну двойную связь углерод-кислород и две одинарные связи углерод-кислород, это не фактическая структура. Карбонат-ион показывает стабилизацию резонанса. Следовательно, он имеет гибридную структуру всех резонансных структур. Следовательно, все связи углерод-кислород имеют одинаковую длину, а атомы кислорода имеют частичный отрицательный заряд (следовательно, все атомы кислорода подобны).
Рисунок 01: Химическая структура карбонат-иона
При растворении двуокиси углерода или бикарбоната в воде образуются ионы карбоната. И этот ион находится в равновесии с ионами бикарбоната. Естественно, он соединяется с другим ионом металла или другим положительным ионом, образуя соединения. Существуют различные типы карбонатных пород, такие как известняк (карбонат кальция), доломит (карбонат кальция-магния), калий (карбонат калия) и т. д.
Кроме того, карбонатные соединения играют решающую роль в круговороте углерода. Со временем соединения, содержащие углерод, при длительном отложении превращаются в осадочные породы. Затем, когда эти породы выветриваются, углекислый газ выбрасывается обратно в атмосферу. Точно так же при нагревании эти соединения легко выделяют углекислый газ. Кроме того, карбонатные соединения являются ионными и нерастворимы в воде.
Что такое бикарбонат?
Бикарбонат представляет собой одновалентный анион, содержащий один атом водорода, один атом углерода и три атома кислорода. Образуется в результате депротонирования угольной кислоты. Он имеет тригональную плоскую геометрию вокруг центрального атома углерода. Ион бикарбоната имеет молекулярную массу 61 г моль-1.
Рисунок 02: Резонансная структура иона бикарбоната
Кроме того, этот ион показывает стабилизацию резонанса между двумя атомами кислорода, которые не связаны с водородом. В природе бикарбонат является щелочным, и это сопряженная кислота карбонат-иона и сопряженное основание угольной кислоты. Кроме того, положительно заряженные ионы могут соединяться с отрицательно заряженным кислородом этого иона и образовывать ионные соли. Наиболее распространенной солью бикарбоната является бикарбонат натрия, который мы называем разрыхлителем в повседневном использовании. Кроме того, бикарбонатные соединения выделяют углекислый газ при взаимодействии с кислотами.
В чем разница между карбонатом и бикарбонатом?
Карбонат и бикарбонат являются неорганическими анионами. Ключевое различие между карбонатом и бикарбонатом заключается в том, что ион карбоната имеет электрический заряд -2, тогда как бикарбонат имеет электрический заряд -1. Кроме того, из-за присутствия атома водорода молярная масса карбонат-иона составляет 60 г/моль, а молярная масса бикарбонат-иона составляет 61 г/моль.
Другое существенное различие между карбонатом и бикарбонатом заключается в том, что в сильноосновных условиях будет больше ионов карбоната, тогда как ионов бикарбоната будет больше в слабощелочном растворе. Кроме того, способность растворяться в воде также способствует различию между карбонатом и бикарбонатом. То есть; соединения с карбонат-ионами не растворяются в воде при комнатной температуре и атмосферном давлении. Однако многие бикарбонатные соли растворимы в воде при комнатной температуре.
Ниже приведена сводка различий между карбонатом и бикарбонатом в табличной форме.
Резюме – Карбонат против бикарбоната
И карбонат, и бикарбонат представляют собой ионы, содержащие атомы углерода и кислорода. Однако ион бикарбоната также имеет атом водорода. Следовательно, этот атом водорода заставляет ион становиться одновалентным анионом, в то время как карбонат является двухвалентным анионом. Таким образом, ключевое различие между карбонатом и бикарбонатом заключается в том, что ион карбоната имеет электрический заряд -2, тогда как бикарбонат имеет электрический заряд -1.
