I kemi opstår der en ligevægt i et system, når to modsatte reaktioner forekommer i samme hastighed. Punktet, hvor denne ligevægt opstår, indstilles af termodynamik - eller mere specifikt af mængden af frigivet energi og ændringen i entropi forbundet med processen. Under givne temperatur- og trykforhold er forholdet mellem reaktanter og produkter en konstant kaldet ligevægtskonstant. Du kan bruge ligevægtskonstanter til at beregne koncentrationen af HCO3- i en opløsning, hvis du kender partialtrykket af kuldioxid, CO2.
Skriv de kemiske ligninger for de reaktioner, der omdanner opløst kuldioxid til kulsyre, bicarbonat og carbonat. Ligningerne er som følger:
Alle reaktionerne i denne serie er tovejs, med andre ord, reaktionen kan gå fremad eller omvendt. Du kan beregne koncentrationen af bicarbonat, HCO3, ved ligevægt ved hjælp af ligevægtskonstanter.
Antag, at systemet er ved stuetemperatur og standard atmosfærisk tryk, at carbonat kun er til stede i ubetydelige mængder, og at bicarbonat og kulsyre er den dominerende art i opløsning. Dette er en gyldig antagelse, hvis pH er 8 eller 9 eller derunder - i neutrale og sure opløsninger, med andre ord. I stærkt alkaliske opløsninger kan du antage den modsatte antagelse - at kulsyre kun findes i mindre mængder, mens bicarbonat og carbonat er den dominerende art.
Udskift kulsyre koncentrationen i følgende ligning, hvilket er en rimelig tilnærmelse, da kulsyre er en svag syre:
Løs til X ved at multiplicere begge sider med koncentrationen af kulsyre og derefter tage kvadratroden på begge sider. Dit svar vil være den estimerede koncentration af bicarbonat.
Referencer
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4. udgave"; Peter Atkins og Loretta Jones; 2008
- Utah State University: Kuldioxid og kulsyre
Om forfatteren
John Brennan er baseret i San Diego og har skrevet om videnskab og miljø siden 2006. Hans artikler er vist i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" og "East Bay Månedligt. "Brennan har en Bachelor of Science i biologi fra University of California, San Diego.
Fotokreditter
Comstock / Comstock / Getty Images