في الكيمياء ، يحدث التوازن في النظام عندما يحدث تفاعلان متعاكسان بنفس المعدل. يتم تحديد النقطة التي يحدث عندها هذا التوازن بواسطة الديناميكا الحرارية - أو بشكل أكثر تحديدًا من خلال كمية الطاقة المنبعثة والتغير في الانتروبيا المرتبط بالعملية. في ظل ظروف معينة من درجة الحرارة والضغط ، تكون النسبة بين المواد المتفاعلة والنواتج ثابتة تسمى ثابت التوازن. يمكنك استخدام ثوابت التوازن لحساب تركيز HCO3- في محلول إذا كنت تعرف الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون ، CO2.
اكتب المعادلات الكيميائية للتفاعلات التي تحول ثاني أكسيد الكربون المذاب إلى حمض الكربونيك وبيكربونات وكربونات. المعادلات كالتالي:
جميع ردود الفعل في هذه السلسلة ذات اتجاهين ، بمعنى آخر ، يمكن أن يمضي رد الفعل إلى الأمام أو العكس. يمكنك حساب تركيز البيكربونات ، HCO3 ، عند التوازن باستخدام ثوابت التوازن.
لنفترض أن النظام في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي القياسي ، فإن الكربونات هي فقط موجودة بكميات ضئيلة ، وأن البيكربونات وحمض الكربونيك هما النوعان السائدان في المحلول. هذا افتراض صحيح إذا كان الرقم الهيدروجيني 8 أو 9 أو أقل - في المحاليل المحايدة والحمضية ، بعبارة أخرى. في المحاليل عالية القلوية ، يمكنك افتراض العكس - أن حمض الكربونيك موجود بكميات قليلة فقط ، بينما البيكربونات والكربونات هما النوعان السائدان.
استبدل تركيز حمض الكربونيك بالمعادلة التالية ، وهو تقدير تقريبي معقول لأن حمض الكربونيك حمض ضعيف:
حل ل x بضرب كلا الجانبين في تركيز حمض الكربونيك ، ثم أخذ الجذر التربيعي لكلا الجانبين. ستكون إجابتك هي التركيز المقدر للبيكربونات.
مراجع
- "المبادئ الكيميائية ، البحث عن البصيرة ، الطبعة الرابعة" ؛ بيتر أتكينز ولوريتا جونز ؛ 2008
- جامعة ولاية يوتا: ثاني أكسيد الكربون وحمض الكربونيك
عن المؤلف
مقره في سان دييغو ، يكتب جون برينان عن العلوم والبيئة منذ عام 2006. ظهرت مقالاته في "بلينتي" و "سان دييغو ريدر" و "سانتا باربرا إندبندنت" و "إيست باي" شهريًا. "برينان حاصل على بكالوريوس العلوم في علم الأحياء من جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو.
اعتمادات الصورة
كومستوك / كومستوك / جيتي إيماجيس
