Het belangrijkste verschil tussen carbonaat en bicarbonaat is dat het carbonaat-ion -2 elektrische lading heeft, terwijl het bicarbonaat -1 elektrische lading heeft.
Het menselijk lichaam produceert koolstofdioxide als bijproduct van de stofwisseling. Het meeste van deze kooldioxide lost op in bloedplasma en is aanwezig in de vorm van bicarbonaat. Het carbonaat- en bicarbonaatsysteem is voornamelijk verantwoordelijk voor het in stand houden van de pH-waarde van ons bloed en ze fungeren als buffer in ons bloed. Wanneer koolstofdioxide oplost in water, vormen zich bicarbonaat en koolzuur, en is er een evenwicht tussen deze soorten.
Wat is carbonaat?
Carbonaat is een anorganisch ion dat een koolstofatoom en drie zuurstofatomen bevat. Het heeft een negatieve tweewaardige lading (-2 elektrische lading). Carbonaation heeft een trigonale vlakke geometrie en het molecuulgewicht is 60 g mol-1.
Hoewel de Lewis-structuur van carbonaationen één koolstof-zuurstof dubbele binding en twee koolstof-zuurstof enkelvoudige bindingen heeft, is het niet de eigenlijke structuur. Carbonaation vertoont resonantiestabilisatie. Daarom heeft het een hybride structuur van alle resonantiestructuren. Daarom hebben alle koolstof-zuurstofbindingen een vergelijkbare lengte en hebben de zuurstofatomen een gedeeltelijke negatieve lading (vandaar dat alle zuurstofatomen vergelijkbaar zijn).
Figuur 01: Chemische structuur van carbonaationen
Wanneer koolstofdioxide of bicarbonaat in water oplost, vormen zich carbonaationen. En dit ion is in evenwicht met bicarbonaationen. Natuurlijk combineert het met een ander metaalion of een ander positief ion om verbindingen te maken. Er zijn verschillende soorten carbonaatgesteenten, zoals kalksteen (calciumcarbonaat), dolomiet (calcium-magnesiumcarbonaat), kalium (kaliumcarbonaat) enz.
Bovendien spelen carbonaatverbindingen een cruciale rol in de koolstofcyclus. Na verloop van tijd worden de koolstofhoudende verbindingen omgezet in sedimentair gesteente wanneer ze gedurende lange tijd worden afgezet. Wanneer deze rotsen verweren, komt koolstofdioxide terug in de atmosfeer. Evenzo geven ze bij het verwarmen van deze verbindingen gemakkelijk koolstofdioxide af. Verder zijn carbonaatverbindingen ionisch en onoplosbaar in water.
Wat is bicarbonaat?
Bicarbonaat is een eenwaardig anion met één waterstof-, één koolstof- en drie zuurstofatomen. Het vormt zich door deprotonering van koolzuur. Het heeft een trigonale vlakke geometrie rond het centrale koolstofatoom. Bicarbonaation heeft een molecuulgewicht van 61 g mol-1.
Figuur 02: Resonantiestructuur van bicarbonaation
Bovendien vertoont dit ion resonantiestabilisatie tussen de twee zuurstofatomen, die niet verbonden zijn met waterstof. In de natuur is bicarbonaat alkalisch en het is het geconjugeerde zuur van het carbonaation en de geconjugeerde base van het koolzuur. Bovendien kunnen de positief geladen ionen zich combineren met de negatief geladen zuurstof in dit ion en ionische zouten vormen. Het meest voorkomende zout van bicarbonaat is natriumbicarbonaat, dat we in het dagelijks gebruik ook wel bakpoeder noemen. Bovendien geven bicarbonaatverbindingen koolstofdioxide af wanneer ze reageren met zuren.
Wat is het verschil tussen carbonaat en bicarbonaat?
Koolzuur en bicarbonaat zijn anorganische anionen. Het belangrijkste verschil tussen carbonaat en bicarbonaat is dat het carbonaat-ion -2 elektrische lading heeft, terwijl het bicarbonaat -1 elektrische lading heeft. Bovendien is door de aanwezigheid van het waterstofatoom de molaire massa van het carbonaation 60 g/mol, terwijl de molaire massa van het bicarbonaation 61 g/mol is.
Een ander significant verschil tussen carbonaat en bicarbonaat is dat er in sterk basische omstandigheden meer carbonaationen zullen zijn, terwijl bicarbonaationen meer aanwezig zullen zijn in een zwak basische oplossing. Verder draagt het vermogen om in water op te lossen ook bij aan een verschil tussen carbonaat en bicarbonaat. Dat is; de verbindingen met carbonaationen zijn bij kamertemperatuur en atmosferische druk niet oplosbaar in water. Veel bicarbonaatzouten zijn echter oplosbaar in water bij kamertemperatuur.
Hieronder is een samenvatting van het verschil tussen carbonaat en bicarbonaat in tabelvorm.
Samenvatting – Carbonaat versus bicarbonaat
Zowel carbonaat als bicarbonaat zijn ionen die koolstof- en zuurstofatomen bevatten. Bicarbonaationen hebben echter ook een waterstofatoom. Daarom zorgt dit waterstofatoom ervoor dat het ion eenwaardige anionen wordt, terwijl het carbonaat een tweewaardig anion is. Samenvattend is het belangrijkste verschil tussen carbonaat en bicarbonaat dat het carbonaat-ion -2 elektrische lading heeft, terwijl het bicarbonaat -1 elektrische lading heeft.
