Στη χημεία, μια ισορροπία συμβαίνει σε ένα σύστημα όταν συμβαίνουν δύο αντίθετες αντιδράσεις με τον ίδιο ρυθμό. Το σημείο στο οποίο συμβαίνει αυτή η ισορροπία καθορίζεται από τη θερμοδυναμική - ή πιο συγκεκριμένα από την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται και την αλλαγή εντροπίας που σχετίζεται με τη διαδικασία. Υπό δεδομένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, η αναλογία μεταξύ αντιδρώντων και προϊόντων είναι μια σταθερά που ονομάζεται σταθερά ισορροπίας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σταθερές ισορροπίας για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του HCO3- σε ένα διάλυμα εάν γνωρίζετε τη μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα, CO2.
Γράψτε τις χημικές εξισώσεις για τις αντιδράσεις που μετατρέπουν το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακικό οξύ, όξινο ανθρακικό και ανθρακικό. Οι εξισώσεις έχουν ως εξής:
Όλες οι αντιδράσεις αυτής της σειράς είναι αμφίδρομες, με άλλα λόγια, η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Μπορείτε να υπολογίσετε τη συγκέντρωση όξινου ανθρακικού άλατος, HCO3, σε ισορροπία χρησιμοποιώντας σταθερές ισορροπίας.
Ας υποθέσουμε ότι το σύστημα είναι σε θερμοκρασία δωματίου και τυπική ατμοσφαιρική πίεση, ότι το ανθρακικό είναι μόνο υπάρχουν σε αμελητέες ποσότητες, και ότι το όξινο ανθρακικό και το ανθρακικό οξύ είναι το κυρίαρχο είδος στο λύση. Αυτή είναι μια έγκυρη υπόθεση εάν το pH είναι 8 ή 9 ή χαμηλότερο - σε ουδέτερα και όξινα διαλύματα, με άλλα λόγια. Σε εξαιρετικά αλκαλικά διαλύματα, μπορείτε να κάνετε την αντίθετη υπόθεση - ότι το ανθρακικό οξύ υπάρχει σε μικρές μόνο ποσότητες, ενώ το ανθρακικό και το ανθρακικό είναι τα κυρίαρχα είδη.
Αντικαταστήστε τη συγκέντρωση ανθρακικού οξέος στην ακόλουθη εξίσωση, η οποία είναι λογική προσέγγιση, καθώς το ανθρακικό οξύ είναι ασθενές οξύ:
Λύστε για το Χ πολλαπλασιάζοντας και τις δύο πλευρές με τη συγκέντρωση του ανθρακικού οξέος, λαμβάνοντας τη τετραγωνική ρίζα και των δύο πλευρών. Η απάντησή σας θα είναι η εκτιμώμενη συγκέντρωση όξινου ανθρακικού άλατος.
βιβλιογραφικές αναφορές
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4η Έκδοση". Peter Atkins και Loretta Jones. 2008
- Κρατικό Πανεπιστήμιο της Γιούτα: Διοξείδιο του άνθρακα και καρβονικό οξύ
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Με έδρα στο Σαν Ντιέγκο, ο Τζον Μπρέναν γράφει για την επιστήμη και το περιβάλλον από το 2006. Τα άρθρα του έχουν δημοσιευτεί στα "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" και "East Bay Μηνιαία. "Ο Μπρέναν έχει πτυχίο βιολογίας από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.
Φωτογραφικές μονάδες
Comstock / Comstock / Getty Images
