En chimie, un équilibre se produit dans un système lorsque deux réactions opposées se produisent à la même vitesse. Le point auquel cet équilibre se produit est défini par la thermodynamique - ou plus précisément par la quantité d'énergie libérée et le changement d'entropie associé au processus. Dans des conditions données de température et de pression, le rapport entre les réactifs et les produits est une constante appelée constante d'équilibre. Vous pouvez utiliser des constantes d'équilibre pour calculer la concentration de HCO3- dans une solution si vous connaissez la pression partielle de dioxyde de carbone, CO2.
Écrivez les équations chimiques des réactions qui transforment le dioxyde de carbone dissous en acide carbonique, bicarbonate et carbonate. Les équations sont les suivantes :
Toutes les réactions de cette série sont bidirectionnelles, en d'autres termes, la réaction peut aller en avant ou en arrière. Vous pouvez calculer la concentration de bicarbonate, HCO3, à l'équilibre en utilisant des constantes d'équilibre.
Supposons que le système est à température ambiante et à pression atmosphérique standard, que le carbonate est seulement présent en quantités négligeables, et que le bicarbonate et l'acide carbonique sont les espèces dominantes dans solution. Il s'agit d'une hypothèse valable si le pH est de 8 ou 9 ou moins - dans des solutions neutres et acides, en d'autres termes. Dans les solutions très alcalines, vous pouvez faire l'hypothèse contraire - que l'acide carbonique n'est présent qu'en quantités mineures, tandis que le bicarbonate et le carbonate sont les espèces dominantes.
Remplacez la concentration d'acide carbonique dans l'équation suivante, qui est une approximation raisonnable puisque l'acide carbonique est un acide faible :
Résoudre pour x en multipliant les deux côtés par la concentration d'acide carbonique, puis en prenant la racine carrée des deux côtés. Votre réponse sera la concentration estimée de bicarbonate.
Les références
- « Principes chimiques, la quête de la perspicacité, 4e édition »; Peter Atkins et Loretta Jones; 2008
- Université d'État de l'Utah: dioxyde de carbone et acide carbonique
A propos de l'auteur
Basé à San Diego, John Brennan écrit sur la science et l'environnement depuis 2006. Ses articles sont parus dans « Plenty », « San Diego Reader », « Santa Barbara Independent » et « East Bay Mensuel. » Brennan est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en biologie de l'Université de Californie à San Diego.
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