Kemiassa tasapaino esiintyy järjestelmässä, kun kaksi vastakkaista reaktiota tapahtuu samalla nopeudella. Pisteen, jossa tämä tasapaino tapahtuu, asettaa termodynamiikka - tai tarkemmin vapautuneen energian määrä ja prosessiin liittyvä entropian muutos. Annetuissa lämpötilan ja paineen olosuhteissa reagenssien ja tuotteiden suhde on vakio, jota kutsutaan tasapainovakiona. Voit käyttää tasapainovakioita laskeaksesi HCO3- pitoisuuden liuoksessa, jos tiedät hiilidioksidin osapaineen, CO2.
Kirjoita kemialliset yhtälöt reaktioille, jotka muuttavat liuenneen hiilidioksidin hiilihapoksi, bikarbonaatiksi ja karbonaatiksi. Yhtälöt ovat seuraavat:
Kaikki tämän sarjan reaktiot ovat kaksisuuntaisia, toisin sanoen reaktio voi edetä tai päinvastoin. Voit laskea bikarbonaatin HCO3-konsentraation tasapainossa käyttämällä tasapainovakioita.
Oletetaan, että järjestelmä on huoneenlämmössä ja normaalissa ilmanpaineessa, että vain karbonaatti on läsnä vähäisin määrin ja että bikarbonaatti ja hiilihappo ovat hallitsevia lajeja ratkaisu. Tämä on pätevä oletus, jos pH on 8 tai 9 tai alle - toisin sanoen neutraaleissa ja happamissa liuoksissa. Erittäin emäksisissä liuoksissa voit tehdä päinvastaisen olettaman - että hiilihappoa on läsnä vain pieninä määrinä, kun taas bikarbonaatti ja karbonaatti ovat hallitsevia lajeja.
Korvaa hiilihappopitoisuus seuraavaan yhtälöön, joka on kohtuullinen likiarvo, koska hiilihappo on heikko happo:
Ratkaise X: lle kertomalla molemmat puolet hiilihapon pitoisuudella ja ottamalla sitten molempien puolien neliöjuuri. Vastauksesi on arvioitu bikarbonaatin pitoisuus.
Viitteet
- "Kemialliset periaatteet, Quest for Insight, 4. painos"; Peter Atkins ja Loretta Jones; 2008
- Utahin osavaltion yliopisto: Hiilidioksidi ja hiilihappo
kirjailijasta
San Diegossa toimiva John Brennan on kirjoittanut tiedettä ja ympäristöä vuodesta 2006 lähtien. Hänen artikkelit ovat ilmestyneet "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" ja "East Bay Kuukausittain. "Brennanilla on biologian kandidaatti Kalifornian yliopistossa San Diegossa.
Valokuvahyvitykset
Comstock / Comstock / Getty Images