炭酸塩と重炭酸塩|化学

多くの人が炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムを混同しています。ただし、それらは同じ物質ではありません。どちらの化合物にもナトリウムが含まれていますが、用途はまったく異なります。代謝の副産物として、人体は二酸化炭素を排出します。この CO2 の大部分は血漿に溶解し、重炭酸塩として存在します。炭酸塩と重炭酸塩のシステムは、主に血液の pH を維持する役割を担っており、その過程でバッファーとして機能します。二酸化炭素が水に溶けるたびに、重炭酸塩と炭酸が形成されます。したがって、これらの化合物の間にはバランスがあります。

炭酸ナトリウムは化学的に Na2CO3 として知られていますが、重炭酸ナトリウムは化学的に NaHCO3 として知られています。

炭酸

炭酸塩は、3 つの酸素原子と 1 つの炭素原子で構成される無機イオンです。負の方向に 2 価の電荷を持っています (-2 電荷)。
炭酸イオンは三方晶平面で、重さは 60 g mol-1 です。
CO2 または重炭酸塩が水に溶解すると、炭酸イオンが形成されます。炭酸塩化合物は、炭素循環の重要な構成要素です。
炭酸塩は、水に溶けないイオン性化学物質です。
炭酸イオンの化学式:CO32-–

炭酸水素塩

1 個の水素原子、1 個の炭素原子、および 3 個の酸素原子は、重炭酸塩として知られる一価アニオンを形成します。炭酸が脱プロトン化されたときに形成されます。
中心の炭素原子に基づく三角形の平面形状が特徴です。重炭酸イオンの分子量は 61 g mol-1 です。
二酸化炭素は、アルカリ溶液中で炭酸塩または重炭酸塩に変換できます。炭酸塩は通常、少量の CO2 がアルカリ溶液を通過するときに発生します。
一方、十分な量の二酸化炭素が溶液に溶解すると、重炭酸塩が形成されます。
炭酸は重炭酸塩の形で共役塩基を持っています。炭酸イオンの共役酸と炭酸の共役塩基は重炭酸塩であり、アルカリ化合物として天然に存在します。
イオン塩は、正電荷を帯びたイオンがこのイオンの負電荷を帯びた酸素と混合すると形成されます。最も一般的な重炭酸塩は重炭酸ナトリウムで、一般的にベーキングパウダーと呼ばれます。
さらに、重炭酸化合物が酸と反応すると、二酸化炭素が生成されます。
重炭酸イオンの化学式:HCO3-

独自の機能:

室温では、炭酸塩と重炭酸塩は固体です。遷移元素の炭酸塩は着色できるため、グループ 1 と 2 の元素の炭酸塩は無色です。
NaHCO3 と KHCO3 はどちらも固体です。ただし、グループ 2 元素重炭酸塩は水溶液でのみ認識されます。
Li2CO3 を除いて、グループ 1 の炭酸塩は、化合物のイオン性が増すにつれて、溶解度が増加するため、比較的水溶性です。
第 2 族炭酸塩は、格子エネルギーが大きいため、水溶性が低くなります。このカテゴリでは、化合物の溶解度に顕著な傾向はありません。
しかし、HCO3- が生成されるため、グループ 2 の炭酸塩は CO2 の溶液に溶けます。
加熱すると、炭酸塩は二酸化炭素と酸化物に分解します。一方、重炭酸塩は炭酸塩、水、二酸化炭素を生成します。
金属イオンの分極活性が低下すると、第 1 族および第 2 族の炭酸塩 (および重炭酸塩) の熱伝導率が増加します。
同じ理由で、グループ 1 の炭酸塩はグループ 2 の炭酸塩よりもはるかに安定しています。
小さくて荷電の高い金属イオンは、大きく荷電の少ない金属イオンよりも大きな分極力を持っているため、炭酸イオンを二酸化炭素と酸化物イオンに効率的に分解できます。

炭酸塩対。炭酸水素塩:違いは何ですか?

炭酸塩と重炭酸塩の物理的特徴は似ていますが、化学的には、炭酸塩と重炭酸塩の意味は大きく異なります。
炭酸塩は、-2 電荷の二価陰イオンです。重炭酸塩は、1 つの炭素、3 つの酸素原子、および 1 つの水素原子で構成される 1 価の陰イオンです。脱プロトンの過程で、炭酸に変わります。
その電荷は、炭酸塩と重炭酸塩を区別します。炭酸塩の電荷は -2 ですが、重炭酸塩の電荷は -1 です。
炭酸水素塩は水素原子を含むため、その分子量は 61 g/mol ですが、炭酸塩は 60 g/mol です。
炭酸イオンは高アルカリ環境でより一般的ですが、重炭酸イオンは弱アルカリ環境でより一般的です.
炭酸塩は標準の温度と圧力では水に溶けませんが、重炭酸塩は水に溶けやすいです。

結論

弱酸として、重炭酸塩は共役塩基として炭酸塩を持っています。炭素原子と酸素原子が結合して、炭酸イオンと重炭酸イオンが形成されます。
ただし、重炭酸イオンには水素原子も含まれています。この水素原子の結果として、イオンは一価の陰イオンに変換されますが、炭酸塩は二価の陰イオンのままです。
結果として、炭酸イオンと重炭酸イオンの最も重要な違いは、炭酸イオンが負の電荷を持ち、重炭酸イオンが正の電気制御を持つことです。
重曹とベーキングパウダーは、炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムです。クッキーやケーキに関しては、ベーキングソーダは物質を平らにするために使用され、ベーキングパウダーは完成品を完全に平らにし、長期保存するために使用されます。