V chemii nastává v systému rovnováha, když se vyskytují dvě opačné reakce stejnou rychlostí. Bod, ve kterém k této rovnováze dochází, je dán termodynamikou - nebo konkrétněji množstvím uvolněné energie a změnou entropie spojené s procesem. Za daných podmínek teploty a tlaku je poměr mezi reaktanty a produkty konstantou nazývanou rovnovážná konstanta. Rovnovážné konstanty můžete použít k výpočtu koncentrace HCO3- v roztoku, pokud znáte parciální tlak oxidu uhličitého, CO2.
Napište chemické rovnice pro reakce, které mění rozpuštěný oxid uhličitý na kyselinu uhličitou, hydrogenuhličitan a uhličitan. Rovnice jsou následující:
Všechny reakce v této sérii jsou obousměrné, jinými slovy, reakce může jít vpřed nebo vzad. Koncentraci hydrogenuhličitanu HCO3 můžete v rovnováze vypočítat pomocí rovnovážných konstant.
Předpokládejme, že systém má pokojovou teplotu a standardní atmosférický tlak, tedy pouze uhličitan jsou přítomny v zanedbatelném množství a že hydrogenuhličitan a kyselina uhličitá jsou dominantními druhy v řešení. Toto je platný předpoklad, pokud je pH 8 nebo 9 nebo nižší - jinými slovy v neutrálních a kyselých roztocích. U vysoce alkalických roztoků lze vyvodit opačný předpoklad - že kyselina uhličitá je přítomna pouze v malém množství, zatímco hydrogenuhličitan a uhličitan jsou dominantními druhy.
Nahraďte koncentraci kyseliny uhličité do následující rovnice, což je rozumné přiblížení, protože kyselina uhličitá je slabá kyselina:
Vyřešte X vynásobením obou stran koncentrací kyseliny uhličité a poté druhou odmocninou obou stran. Vaše odpověď bude odhadovaná koncentrace hydrogenuhličitanu.
Reference
- „Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition“; Peter Atkins a Loretta Jones; 2008
- Státní univerzita v Utahu: Oxid uhličitý a kyselina uhličitá
o autorovi
John Brennan se sídlem v San Diegu píše od roku 2006 o vědě a životním prostředí. Jeho články se objevily v publikacích „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ a „East Bay Brennanová je držitelkou bakalářského titulu v biologii na Kalifornské univerzitě v San Diegu.
Fotografické kredity
Comstock / Comstock / Getty Images