Ključna razlika med karbonatom in bikarbonatom je, da ima karbonatni ion -2 električni naboj, medtem ko ima bikarbonat -1 električni naboj.
Človeško telo proizvaja ogljikov dioksid kot stranski produkt presnove. Večina tega ogljikovega dioksida se raztopi v krvni plazmi in je prisoten v obliki bikarbonata. Karbonatni in bikarbonatni sistem sta odgovorna predvsem za vzdrževanje pH vrednosti naše krvi in delujeta kot pufer v naši krvi. Ko se ogljikov dioksid raztopi v vodi, nastaneta bikarbonat in ogljikova kislina, med tema vrstama pa je ravnovesje.
Kaj je karbonat?
Karbonat je anorganski ion, ki vsebuje atom ogljika in tri atome kisika. Ima negativen dvovalentni naboj (-2 električni naboj). Karbonatni ion ima trigonalno ravninsko geometrijo in njegova molekulska masa je 60 g mol-1.
Čeprav ima Lewisova struktura karbonatnega iona eno dvojno vez ogljik-kisik in dve enojni vezi ogljik-kisik, to ni dejanska struktura. Karbonatni ion kaže resonančno stabilizacijo. Zato ima hibridno strukturo vseh resonančnih struktur. Zato imajo vse vezi ogljik-kisik podobno dolžino, atomi kisika pa imajo delni negativni naboj (torej so si vsi atomi kisika podobni.).
Slika 01: Kemijska struktura karbonatnega iona
Ko se ogljikov dioksid ali bikarbonat raztopita v vodi, nastanejo karbonatni ioni. In ta ion je v ravnovesju z bikarbonatnimi ioni. Seveda se združuje z drugim kovinskim ionom ali drugim pozitivnim ionom, da tvori spojine. Obstajajo različne vrste karbonatnih kamnin, kot so apnenec (kalcijev karbonat), dolomit (kalcijev-magnezijev karbonat), pepelika (kalijev karbonat) itd.
Poleg tega imajo karbonatne spojine ključno vlogo v ogljikovem ciklu. Sčasoma se spojine, ki vsebujejo ogljik, spremenijo v sedimentne kamnine, ko se odlagajo dlje časa. Potem, ko se te kamnine preperejo, se ogljikov dioksid sprosti nazaj v ozračje. Podobno te spojine pri segrevanju zlahka sproščajo ogljikov dioksid. Poleg tega so karbonatne spojine ionske in so netopne v vodi.
Kaj je bikarbonat?
Bikarbonat je enovalentni anion z enim atomom vodika, enim ogljikom in tremi atomi kisika. Nastane z deprotonacijo ogljikove kisline. Ima trigonalno ravninsko geometrijo okoli osrednjega ogljikovega atoma. Bikarbonatni ion ima molekulsko maso 61 g mol-1.
Slika 02: Resonančna struktura bikarbonatnega iona
Poleg tega ta ion kaže resonančno stabilizacijo med dvema atomoma kisika, ki nista povezana z vodikom. V naravi je bikarbonat alkalen in je konjugirana kislina karbonatnega iona in konjugirana baza ogljikove kisline. Poleg tega se lahko pozitivno nabiti ioni združijo z negativno nabitim kisikom v tem ionu in tvorijo ionske soli. Najpogostejša sol bikarbone je natrijev bikarbonat, ki ga v vsakdanji uporabi imenujemo pecilni prašek. Poleg tega bikarbonatne spojine pri reakciji s kislinami sproščajo ogljikov dioksid.
Kakšna je razlika med karbonatom in bikarbonatom?
Karbonat in bikarbonat sta anorganska aniona. Ključna razlika med karbonatom in bikarbonatom je, da ima karbonatni ion -2 električni naboj, medtem ko ima bikarbonat -1 električni naboj. Poleg tega je zaradi prisotnosti atoma vodika molska masa karbonatnega iona 60 g/mol, medtem ko je molska masa bikarbonatnega iona 61 g/mol.
Druga pomembna razlika med karbonatom in bikarbonatom je, da bo v močno bazičnih pogojih več karbonatnih ionov, medtem ko bo bikarbonatnih ionov več v šibki bazični raztopini. Poleg tega sposobnost raztapljanja v vodi prav tako prispeva k razliki med karbonatom in bikarbonatom. To je; spojine s karbonatnimi ioni niso topne v vodi pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku. Vendar je veliko bikarbonatnih soli topnih v vodi pri sobni temperaturi.
Spodaj je povzetek razlik med karbonatom in bikarbonatom v obliki tabele.
Povzetek – karbonat proti bikarbonatu
Tako karbonat kot bikarbonat sta iona, ki vsebujeta atome ogljika in kisika. Vendar ima bikarbonatni ion tudi atom vodika. Zato ta atom vodika povzroči, da ion postane enovalentni anion, medtem ko je karbonat dvovalentni anion. Če povzamemo, ključna razlika med karbonatom in bikarbonatom je, da ima karbonatni ion -2 električni naboj, medtem ko ima bikarbonat -1 električni naboj.
