Galvenā atšķirība starp karbonātu un bikarbonātu ir tāda, ka karbonāta jonam ir -2 elektriskais lādiņš, savukārt bikarbonātam ir -1 elektriskais lādiņš.
Cilvēka ķermenis rada oglekļa dioksīdu kā metabolisma blakusproduktu. Lielākā daļa šī oglekļa dioksīda izšķīst asins plazmā un atrodas bikarbonāta formā. Karbonātu un bikarbonātu sistēma galvenokārt ir atbildīga par mūsu asins pH vērtības uzturēšanu, un tās darbojas kā buferis mūsu asinīs. Kad oglekļa dioksīds izšķīst ūdenī, veidojas bikarbonāts un ogļskābe, un starp šīm sugām ir līdzsvars.
Kas ir karbonāts?
Karbonāts ir neorganisks jons, kas satur oglekļa atomu un trīs skābekļa atomus. Tam ir negatīvs divvērtīgs lādiņš (-2 elektriskais lādiņš). Karbonāta jonam ir trigonāla plakana ģeometrija, un tā molekulmasa ir 60 g mol-1.
Lai gan Lūisa karbonāta jonu struktūrā ir viena oglekļa-skābekļa dubultsaite un divas oglekļa-skābekļa vienkāršās saites, tā nav patiesā struktūra. Karbonāta jons uzrāda rezonanses stabilizāciju. Tādējādi tai ir visu rezonanses struktūru hibrīda struktūra. Tāpēc visām oglekļa-skābekļa saitēm ir līdzīgs garums, un skābekļa atomiem ir daļējs negatīvs lādiņš (tātad visi skābekļa atomi ir līdzīgi.).
Attēls 01: Karbonāta jonu ķīmiskā struktūra
Kad oglekļa dioksīds vai bikarbonāts izšķīst ūdenī, veidojas karbonātu joni. Un šis jons ir līdzsvarā ar bikarbonāta joniem. Protams, tas savienojas ar citu metāla jonu vai citu pozitīvu jonu, veidojot savienojumus. Ir dažādi karbonātu iežu veidi, piemēram, kaļķakmens (kalcija karbonāts), dolomīts (kalcija-magnija karbonāts), potašs (kālija karbonāts) utt.
Turklāt karbonātu savienojumiem ir izšķiroša nozīme oglekļa ciklā. Laika gaitā savienojumi, kas satur oglekli, ilgstoši nogulsnējot, pārvēršas par nogulumiežiem. Pēc tam, kad šie akmeņi ir pakļauti atmosfēras iedarbībai, oglekļa dioksīds tiek izlaists atpakaļ atmosfērā. Tāpat, karsējot šos savienojumus, tie viegli izdala oglekļa dioksīdu. Turklāt karbonātu savienojumi ir joni un nešķīst ūdenī.
Kas ir bikarbonāts?
Bikarbonāts ir vienvērtīgs anjons ar vienu ūdeņraža, vienu oglekļa un trīs skābekļa atomiem. Tas veidojas no ogļskābes deprotonēšanas. Tam ir trigonāla plakana ģeometrija ap centrālo oglekļa atomu. Bikarbonāta jonu molekulmasa ir 61 g mol-1.
Attēls 02: Bikarbonāta jonu rezonanses struktūra
Turklāt šis jons uzrāda rezonanses stabilizāciju starp diviem skābekļa atomiem, kas nav saistīti ar ūdeņradi. Dabā bikarbonāts ir sārmains, un tā ir karbonāta jonu konjugētā skābe un ogļskābes konjugētā bāze. Turklāt pozitīvi lādētie joni var apvienoties ar negatīvi lādēto skābekli šajā jonā un veidot jonu sāļus. Visizplatītākā bikarbonāta sāls ir nātrija bikarbonāts, ko ikdienā saucam par cepamo pulveri. Turklāt bikarbonātu savienojumi, reaģējot ar skābēm, izdala oglekļa dioksīdu.
Kāda ir atšķirība starp karbonātu un bikarbonātu?
Karbonāts un bikarbonāts ir neorganiski anjoni. Galvenā atšķirība starp karbonātu un bikarbonātu ir tā, ka karbonāta jonam ir -2 elektriskais lādiņš, savukārt bikarbonātam ir -1 elektriskais lādiņš. Turklāt ūdeņraža atoma klātbūtnes dēļ karbonāta jonu molārā masa ir 60 g/mol, bet bikarbonāta jonu molārā masa ir 61 g/mol.
Vēl viena būtiska atšķirība starp karbonātu un bikarbonātu ir tā, ka stipri bāziskos apstākļos būs vairāk karbonātu jonu, savukārt bikarbonāta jonu būs vairāk vājā bāzes šķīdumā. Turklāt spēja izšķīst ūdenī arī veicina atšķirību starp karbonātu un bikarbonātu. Tas ir; savienojumi ar karbonātu joniem nešķīst ūdenī istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā. Tomēr daudzi bikarbonātu sāļi istabas temperatūrā šķīst ūdenī.
Tālāk ir sniegts kopsavilkums par atšķirību starp karbonātu un bikarbonātu tabulas veidā.
Kopsavilkums - karbonāts pret bikarbonātu
Gan karbonāts, gan bikarbonāts ir joni, kas satur oglekļa un skābekļa atomus. Tomēr bikarbonāta jonam ir arī ūdeņraža atoms. Tāpēc šis ūdeņraža atoms liek jonam kļūt par vienvērtīgiem anjoniem, kamēr karbonāts ir divvērtīgs anjons. Rezumējot, galvenā atšķirība starp karbonātu un bikarbonātu ir tāda, ka karbonāta jonam ir -2 elektriskais lādiņš, savukārt bikarbonātam ir -1 elektriskais lādiņš.
