Карбонат ба бикарбонатын гол ялгаа нь карбонатын ион нь -2 цахилгаан цэнэгтэй байхад бикарбонат нь -1 цахилгаан цэнэгтэй байдагт оршино.
Хүний бие метаболизмын дайвар бүтээгдэхүүн болох нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг. Энэ нүүрстөрөгчийн давхар ислийн ихэнх нь цусны сийвэн дэх уусдаг ба бикарбонат хэлбэрээр байдаг. Карбонат ба бикарбонатын систем нь бидний цусны рН-ийн үнэ цэнийг хадгалах үүрэгтэй бөгөөд тэдгээр нь бидний цусанд буфер болдог. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл усанд уусах үед бикарбонат болон нүүрстөрөгчийн хүчил үүсэх ба эдгээр зүйлийн хооронд тэнцвэрт байдал бий болно.
Карбонат гэж юу вэ?
Карбонат нь нүүрстөрөгчийн атом, хүчилтөрөгчийн гурван атом агуулсан органик бус ион юм. Энэ нь сөрөг хоёр валентын цэнэгтэй (-2 цахилгаан цэнэг). Карбонатын ион нь тригональ хавтгай геометртэй ба молекул жин нь 60 г моль-1.
Хэдийгээр карбонатын ионы Льюисийн бүтэц нь нэг нүүрстөрөгч-хүчилтөрөгчийн давхар холбоо, хоёр нүүрстөрөгч-хүчилтөрөгчийн дан бондтой боловч энэ нь бодит бүтэц биш юм. Карбонатын ион нь резонансын тогтворжилтыг харуулдаг. Тиймээс энэ нь бүх резонансын бүтцийн эрлийз бүтэцтэй байдаг. Иймээс бүх нүүрстөрөгч-хүчилтөрөгчийн холбоо ижил төстэй урттай ба хүчилтөрөгчийн атомууд хэсэгчилсэн сөрөг цэнэгтэй (тиймээс бүх хүчилтөрөгчийн атомууд ижил төстэй байдаг).
Зураг 01: Карбонатын ионы химийн бүтэц
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл эсвэл бикарбонат усанд уусах үед карбонатын ионууд үүсдэг. Мөн энэ ион нь бикарбонатын ионуудтай тэнцвэрт байдалд байна. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь өөр металлын ион эсвэл өөр эерэг ионтой нийлж нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Шохойн чулуу (кальцийн карбонат), доломит (кальци-магнийн карбонат), поташ (калийн карбонат) гэх мэт төрөл бүрийн карбонат чулуулаг байдаг.
Цаашилбал, карбонатын нэгдлүүд нь нүүрстөрөгчийн эргэлтэнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд нүүрстөрөгч агуулсан нэгдлүүд удаан хугацаагаар хуримтлагдах үед тунамал чулуулаг болж хувирдаг. Дараа нь эдгээр чулуулаг өгөршилд ороход нүүрстөрөгчийн давхар исэл дахин агаар мандалд гардаг. Үүний нэгэн адил эдгээр нэгдлүүдийг халаахдаа нүүрстөрөгчийн давхар ислийг амархан ялгаруулдаг. Цаашлаад карбонатын нэгдлүүд нь ион бөгөөд усанд уусдаггүй.
Бикарбонат гэж юу вэ?
Бикарбонат нь нэг устөрөгч, нэг нүүрстөрөгч, гурван хүчилтөрөгчийн атом бүхий моновалент анион юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн хүчлийн протонациас үүсдэг. Энэ нь төв нүүрстөрөгчийн атомын эргэн тойронд гурвалжин хавтгай геометртэй байдаг. Бикарбонатын ион нь 61 г молекул жинтэй-1.
Зураг 02: Бикарбонатын ионы резонансын бүтэц
Түүнээс гадна энэ ион нь устөрөгчтэй холбоогүй хүчилтөрөгчийн хоёр атомын хооронд резонансын тогтворжилтыг харуулж байна. Байгалийн хувьд бикарбонат нь шүлтлэг бөгөөд энэ нь карбонатын ионы коньюгат хүчил ба нүүрстөрөгчийн хүчлийн коньюгат суурь юм. Цаашилбал, эерэг цэнэгтэй ионууд нь энэ ион дахь сөрөг цэнэгтэй хүчилтөрөгчтэй нэгдэж ионы давс үүсгэдэг. Бикарбонатын хамгийн түгээмэл давс бол натрийн бикарбонат бөгөөд үүнийг бид өдөр тутмын хэрэглээнд жигд нунтаг гэж нэрлэдэг. Түүнчлэн бикарбонатын нэгдлүүд нь хүчилтэй урвалд орохдоо нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулдаг.
Карбонат ба бикарбонат хоёрын ялгаа юу вэ?
Карбонат ба бикарбонат нь органик бус анионууд юм. Карбонат ба бикарбонатын гол ялгаа нь карбонатын ион нь -2 цахилгаан цэнэгтэй байхад бикарбонат нь -1 цахилгаан цэнэгтэй байдаг. Түүнчлэн, устөрөгчийн атом байдаг тул карбонатын ионы молийн масс 60 г/моль, харин бикарбонатын ионы молийн масс 61 г/моль байна.
Карбонат ба бикарбонатын өөр нэг чухал ялгаа нь хүчтэй суурь нөхцөлд карбонатын ионууд их байх ба харин сул суурь уусмалд бикарбонатын ионууд илүү байх болно. Цаашилбал, усанд уусах чадвар нь карбонат ба бикарбонатын хоорондох ялгааг бий болгодог. Тэр бол; карбонатын ионтой нэгдлүүд нь өрөөний температур, атмосферийн даралтанд усанд уусдаггүй. Гэсэн хэдий ч олон бикарбонатын давс нь өрөөний температурт усанд уусдаг.
Доорх нь карбонат ба бикарбонатын ялгааг хүснэгт хэлбэрээр харуулав.
Товч мэдээлэл – Карбонат ба бикарбонат
Карбонат ба бикарбонат нь нүүрстөрөгч болон хүчилтөрөгчийн атом агуулсан ионууд юм. Гэсэн хэдий ч бикарбонатын ион нь устөрөгчийн атомтай байдаг. Иймээс энэхүү устөрөгчийн атом нь ионыг нэг валент анион болоход хүргэдэг бол карбонат нь хоёр валенттай анион болдог. Дүгнэж хэлэхэд, карбонат ба бикарбонатын гол ялгаа нь карбонатын ион нь -2 цахилгаан цэнэгтэй байхад бикарбонат нь -1 цахилгаан цэнэгтэй байдагт оршино.
