Kluczowa różnica między węglanem a wodorowęglanem polega na tym, że jon węglanowy ma -2 ładunek elektryczny, podczas gdy wodorowęglan ma -1 ładunek elektryczny.
Ludzkie ciało wytwarza dwutlenek węgla jako produkt uboczny metabolizmu. Większość tego dwutlenku węgla rozpuszcza się w osoczu krwi i występuje w postaci wodorowęglanu. System węglanowy i wodorowęglanowy jest głównie odpowiedzialny za utrzymanie wartości pH naszej krwi i działają jako bufor w naszej krwi. Gdy dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie, tworzy się wodorowęglan i kwas węglowy i istnieje równowaga między tymi gatunkami.
Co to jest węglan?
Węglan to nieorganiczny jon zawierający atom węgla i trzy atomy tlenu. Ma ujemny ładunek dwuwartościowy (-2 ładunek elektryczny). Jon węglanowy ma trójkątną geometrię płaską, a jego masa cząsteczkowa wynosi 60 g mol-1.
Chociaż struktura Lewisa jonu węglanowego ma jedno podwójne wiązanie węgiel-tlen i dwa pojedyncze wiązania węgiel-tlen, nie jest to rzeczywista struktura. Jon węglanowy wykazuje stabilizację rezonansu. Ma więc strukturę hybrydową wszystkich struktur rezonansowych. Dlatego wszystkie wiązania węgiel-tlen mają podobną długość, a atomy tlenu mają częściowy ładunek ujemny (stąd wszystkie atomy tlenu są podobne).
Rysunek 01: Struktura chemiczna jonów węglanowych
Gdy dwutlenek węgla lub wodorowęglan rozpuszcza się w wodzie, tworzą się jony węglanowe. I ten jon jest w równowadze z jonami wodorowęglanowymi. Naturalnie łączy się z innym jonem metalu lub innym jonem dodatnim, tworząc związki. Istnieją różne rodzaje skał węglanowych, takie jak wapień (węglan wapnia), dolomit (węglan wapniowo-magnezowy), potaż (węglan potasu) itp.
Ponadto związki węglanowe odgrywają kluczową rolę w obiegu węgla. Z czasem związki zawierające węgiel przekształcają się w skały osadowe, gdy długo się osadzają. Następnie, gdy te skały ulegają wietrzeniu, dwutlenek węgla jest uwalniany z powrotem do atmosfery. Podobnie podczas ogrzewania tych związków łatwo uwalniają dwutlenek węgla. Ponadto związki węglanowe są jonowe i nierozpuszczalne w wodzie.
Co to jest wodorowęglan?
Wodorowęglan jest jednowartościowym anionem zawierającym jeden atom wodoru, jeden atom węgla i trzy atomy tlenu. Powstaje z deprotonacji kwasu węglowego. Ma trójkątną geometrię planarną wokół centralnego atomu węgla. Jon wodorowęglanowy ma masę cząsteczkową 61 g mol-1.
Rysunek 02: Struktura rezonansowa jonów wodorowęglanowych
Co więcej, jon ten wykazuje stabilizację rezonansową między dwoma atomami tlenu, które nie są połączone z wodorem. W naturze wodorowęglan jest zasadowy i jest sprzężonym kwasem jonu węglanowego i sprzężoną zasadą kwasu węglowego. Ponadto dodatnio naładowane jony mogą łączyć się z ujemnie naładowanym tlenem w tym jonie i tworzyć sole jonowe. Najpopularniejszą solą wodorowęglanu jest wodorowęglan sodu, który w codziennym użyciu nazywamy proszkiem do pieczenia. Ponadto związki wodorowęglanowe uwalniają dwutlenek węgla podczas reakcji z kwasami.
Jaka jest różnica między węglanem a wodorowęglanem?
Węglany i wodorowęglany to aniony nieorganiczne. Kluczowa różnica między węglanem a wodorowęglanem polega na tym, że jon węglanowy ma -2 ładunek elektryczny, podczas gdy wodorowęglan ma -1 ładunek elektryczny. Ponadto, ze względu na obecność atomu wodoru, masa molowa jonu węglanowego wynosi 60 g/mol, podczas gdy masa molowa jonu wodorowęglanowego wynosi 61 g/mol.
Kolejną istotną różnicą między węglanami a wodorowęglanami jest to, że w silnie zasadowych warunkach będzie więcej jonów węglanowych, podczas gdy jonów wodorowęglanowych będzie więcej w słabo zasadowym roztworze. Ponadto zdolność rozpuszczania się w wodzie również przyczynia się do różnicy między węglanem a wodorowęglanem. To znaczy; związki z jonami węglanowymi nie są rozpuszczalne w wodzie w temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym. Jednak wiele soli wodorowęglanowych jest rozpuszczalnych w wodzie w temperaturze pokojowej.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między węglanem a wodorowęglanem w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – węglan kontra wodorowęglan
Zarówno węglan, jak i wodorowęglan to jony zawierające atomy węgla i tlenu. Jednak jon wodorowęglanowy ma również atom wodoru. Dlatego ten atom wodoru powoduje, że jon staje się jednowartościowym anionem, podczas gdy węglan jest anionem dwuwartościowym. Podsumowując, kluczowa różnica między węglanem a wodorowęglanem polega na tym, że jon węglanowy ma -2 ładunek elektryczny, podczas gdy wodorowęglan ma -1 ładunek elektryczny.
