炭酸塩と重炭酸塩の主な違いは、炭酸イオンは-2の電荷を持ち、重炭酸塩は-1の電荷を持っていることです。

体内では、代謝の副産物として二酸化炭素が発生します。二酸化炭素の大部分は重炭酸塩の形で血漿に溶け込む。炭酸系と重炭酸系は、主に血液のpHを維持する役割を担っており、血液中の緩衝材として働いています。二酸化炭素が水に溶けると、重炭酸と炭酸ができ、この2つの物質がバランスをとっているのです。

カタログ

1.概要と主な違い 2.炭酸塩とは 3.重炭酸塩とは 4.炭酸塩と炭酸塩の並存 5.まとめ

炭酸塩は何ですか？

炭酸塩は、炭素原子1個と酸素原子3個を含む無機イオンである。負の2価の電荷（-2電荷）を持っている。炭酸イオンは三角形の平面配置で、分子量は60gmol-1である。

炭酸イオンのルイス構造は、炭素-酸素の二重結合と炭素-酸素の単結合を2つ持っているが、実際の構造とは異なる。炭酸イオンは共鳴安定性を示す。そのため、すべての共振構造のハイブリッド構造になっている。したがって、炭素-酸素結合の長さはすべて同じであり、酸素原子は部分的に負電荷を持っている（したがって、すべての酸素原子は似ている）。

図01：炭酸イオンの化学構造

二酸化炭素を水に溶かすと、重炭酸塩が生成されます。このイオンは、重炭酸イオンと平衡状態にある。当然、他の金属イオンや他の正イオンと結合して化合物を形成する。炭酸塩岩には、石灰石（炭酸カルシウム）、ドロマイト（炭酸カルシウム・マグネシウム）、カリ（炭酸カリウム）など、さまざまな種類があります。

また、炭酸塩化合物は炭素循環の重要な役割を担っています。炭素を含む化合物が長い時間をかけて堆積すると、堆積岩に変化する。そして、これらの岩石が風化することで、二酸化炭素が再び大気中に放出されるのです。同様に、これらの化合物を加熱すると、容易に二酸化炭素を放出する。また、炭酸塩化合物はイオン性で水に溶けない。

重炭酸塩は何ですか？

重炭酸塩は、1個の水素原子、1個の炭素原子、3個の酸素原子を持つ1価の陰イオンである。炭酸の脱プロトン化により生成される。中心の炭素原子を中心に三角形の平面的な形状をしている。重炭酸イオンの分子量は61 g mol-1である。

図02：重炭酸イオンの共振構造

さらに、水素原子と2つのイオンの共鳴は、つながっていない。自然界では、炭酸イオンの共役酸、炭酸の共役塩基である重炭酸塩が塩基性である。また、正電荷のイオンは、そのイオン中の負電荷の酸素と結合してイオン性塩を形成することができる。重炭酸塩の代表的なものは炭酸水素ナトリウムで、日常的にはベーキングパウダーと呼んでいます。また、重炭酸塩化合物は酸と反応すると二酸化炭素を放出する。

炭酸塩と重炭酸塩の違い

炭酸塩と重炭酸塩は無機陰イオンである。炭酸塩と重炭酸塩の主な違いは、炭酸イオンは-2の電荷を持ち、重炭酸塩は-1の電荷を持っていることです。また、水素原子の存在により、炭酸イオンのモル質量は60g/mol、重炭酸イオンのモル質量は61g/molである。

また、炭酸塩と重炭酸塩の大きな違いは、炭酸イオンは強アルカリ性に多く、重炭酸イオンは弱アルカリ性の溶液に多く含まれることです。また、水に溶ける性質は、炭酸塩と重炭酸塩を区別するのに役立ちます。すなわち、炭酸イオンを含む化合物は、室温、大気圧下では水に不溶である。しかし、多くの重炭酸塩が常温で水に溶ける。

炭酸塩と重炭酸塩の違いを表でまとめると次のようになります。

概要 - 炭酸塩 vs. 重炭酸塩

炭酸塩も重炭酸塩も、炭素原子と酸素原子を含むイオンである。しかし、炭酸水素イオンも水素原子を持つ。このため、炭酸塩が2価の陰イオンであるのに対し、この水素原子は1価の陰イオンになる。炭酸塩と重炭酸塩の主な違いは、炭酸イオンは-2の電荷を持ち、重炭酸塩は-1の電荷を持っていることです。

引用

1 ブリタニカ百科事典、編。炭酸塩、ブリタニカ百科事典、1998年7月20日。ここでは2つを紹介します。"重炭酸イオン", National Center for Biotechnology Information.Public Chemical Compounds Database, US National Library of Medicine.ここで入手可能 2 "Bicarbonate ion", National Center for Biotechnology Information.Public Chemical Compounds Database, U.S. National Library of Medicine.