Põhiline erinevus karbonaadi ja vesinikkarbonaadi vahel on see, et karbonaadiioonil on -2 elektrilaengut, samas kui vesinikkarbonaadil on -1 elektrilaeng.
Inimkeha toodab ainevahetuse kõrvalsaadusena süsinikdioksiidi. Suurem osa sellest süsinikdioksiidist lahustub vereplasmas ja esineb vesinikkarbonaadi kujul. Karbonaat- ja vesinikkarbonaatsüsteem vastutab peamiselt meie vere pH väärtuse säilitamise eest ning need toimivad meie veres puhvrina. Kui süsinikdioksiid lahustub vees, moodustub vesinikkarbonaat ja süsihape ning nende liikide vahel tekib tasakaal.
Mis on karbonaat?
Karbonaat on anorgaaniline ioon, mis sisaldab süsinikuaatomit ja kolme hapnikuaatomit. Sellel on negatiivne kahevalentne laeng (-2 elektrilaengut). Karbonaadiioonil on trigonaalne tasapinnaline geomeetria ja selle molekulmass on 60 g mol-1.
Kuigi karbonaadioonide Lewise struktuuris on üks süsinik-hapnik kaksiksidem ja kaks süsinik-hapnik üksikside, pole see tegelik struktuur. Karbonaadi ioon näitab resonantsi stabiliseerumist. Seega on sellel kõigi resonantsstruktuuride hübriidstruktuur. Seetõttu on kõik süsinik-hapnik sidemed sarnase pikkusega ja hapnikuaatomitel osaline negatiivne laeng (seega on kõik hapnikuaatomid sarnased).
Joonis 01: Karbonaadioonide keemiline struktuur
Kui süsihappegaas või vesinikkarbonaat lahustub vees, tekivad karbonaadiioonid. Ja see ioon on bikarbonaadiioonidega tasakaalus. Loomulikult ühineb see ühendite moodustamiseks mõne teise metalliiooni või mõne teise positiivse iooniga. Karbonaatkivimeid on erinevat tüüpi, näiteks lubjakivi (k altsiumkarbonaat), dolomiit (k altsium-magneesiumkarbonaat), kaaliumkarbonaat (kaaliumkarbonaat) jne.
Lisaks mängivad karbonaatühendid süsinikuringes üliolulist rolli. Aja jooksul muutuvad süsinikku sisaldavad ühendid pikaajalisel ladestamisel settekivimiteks. Siis, kui need kivimid ilmastikunähtavad, vabaneb süsinikdioksiid tagasi atmosfääri. Samuti eraldavad need ühendid kuumutamisel kergesti süsinikdioksiidi. Lisaks on karbonaatühendid ioonsed ja vees lahustumatud.
Mis on vesinikkarbonaat?
Bikarbonaat on monovalentne anioon, millel on üks vesiniku, üks süsiniku ja kolm hapnikuaatomit. See moodustub süsihappe deprotoonimisel. Sellel on keskse süsinikuaatomi ümber trigonaalne tasapinnaline geomeetria. Bikarbonaadi iooni molekulmass on 61 g mol-1.
Joonis 02: Bikarbonaadioonide resonantsstruktuur
Lisaks näitab see ioon resonantsi stabiliseerumist kahe hapnikuaatomi vahel, mis ei ole vesinikuga ühendatud. Looduses on vesinikkarbonaat leeliseline ja see on karbonaadiooni konjugeeritud hape ja süsihappe konjugeeritud alus. Lisaks võivad positiivselt laetud ioonid ühineda selles ioonis oleva negatiivselt laetud hapnikuga ja moodustada ioonseid sooli. Levinuim vesinikkarbonaadi sool on naatriumvesinikkarbonaat, mida me igapäevases kasutuses nimetame küpsetuspulbriks. Veelgi enam, vesinikkarbonaatühendid eraldavad hapetega reageerides süsinikdioksiidi.
Mis vahe on karbonaadil ja vesinikkarbonaadil?
Karbonaat ja vesinikkarbonaat on anorgaanilised anioonid. Peamine erinevus karbonaadi ja vesinikkarbonaadi vahel on see, et karbonaadiioonil on -2 elektrilaeng, samas kui vesinikkarbonaadil on -1 elektrilaeng. Veelgi enam, vesinikuaatomi olemasolu tõttu on karbonaadiiooni molaarmass 60 g/mol, samas kui vesinikkarbonaadi iooni molaarmass on 61 g/mol.
Teine oluline erinevus karbonaadi ja vesinikkarbonaadi vahel on see, et tugev alt aluselistes tingimustes on karbonaadiioone rohkem, samas kui vesinikkarbonaadi ioone on rohkem nõrgas aluselises lahuses. Veelgi enam, võime vees lahustuda aitab kaasa ka erinevusele karbonaadi ja vesinikkarbonaadi vahel. See on; karbonaadiioonidega ühendid ei lahustu toatemperatuuril ja atmosfäärirõhul vees. Paljud vesinikkarbonaatsoolad on aga toatemperatuuril vees lahustuvad.
Allpool on kokkuvõte karbonaadi ja vesinikkarbonaadi erinevusest tabeli kujul.
Kokkuvõte – karbonaat vs vesinikkarbonaat
Nii karbonaat kui ka vesinikkarbonaat on süsiniku- ja hapnikuaatomeid sisaldavad ioonid. Kuid bikarbonaadi ioonil on ka vesinikuaatom. Seetõttu muudab see vesinikuaatom ioonist monovalentsed anioonid, samas kui karbonaat on kahevalentne anioon. Kokkuvõtteks võib öelda, et peamine erinevus karbonaadi ja vesinikkarbonaadi vahel on see, et karbonaadiioonil on -2 elektrilaengut, samas kui vesinikkarbonaadil on -1 elektrilaeng.
