U kemiji se ravnoteža događa u sustavu kada se dvije brzine odvijaju jednakom brzinom. Točka u kojoj dolazi do te ravnoteže određuje se termodinamikom - ili preciznije količinom oslobođene energije i promjenom entropije povezane s procesom. U danim uvjetima temperature i tlaka, omjer reaktanata i proizvoda je konstanta koja se naziva konstanta ravnoteže. Možete koristiti konstante ravnoteže za izračunavanje koncentracije HCO3- u otopini ako znate parcijalni tlak ugljičnog dioksida, CO2.
Napišite kemijske jednadžbe za reakcije koje otopljeni ugljični dioksid pretvaraju u ugljičnu kiselinu, bikarbonat i karbonat. Jednadžbe su sljedeće:
Sve reakcije u ovoj seriji su dvosmjerne, drugim riječima, reakcija može ići naprijed ili obrnuto. Možete izračunati koncentraciju bikarbonata, HCO3, u ravnoteži pomoću ravnotežnih konstanti.
Pretpostavimo da je sustav na sobnoj temperaturi i standardnom atmosferskom tlaku, to je samo karbonat prisutan u zanemarivim količinama, te da su bikarbonat i ugljična kiselina dominantne vrste u riješenje. To je valjana pretpostavka ako je pH 8 ili 9 ili niži - drugim riječima, u neutralnim i kiselim otopinama. U visoko alkalnim otopinama možete pretpostaviti suprotnu pretpostavku - da je ugljična kiselina prisutna u samo manjim količinama, dok su bikarbonat i karbonat dominantne vrste.
Zamijenite koncentraciju ugljične kiseline u sljedeću jednadžbu, što je razumna aproksimacija jer je ugljična kiselina slaba kiselina:
Riješi za X množenjem obje strane koncentracijom ugljične kiseline, a zatim uzimanjem kvadratnog korijena obje strane. Vaš odgovor bit će procijenjena koncentracija bikarbonata.
Reference
- "Kemijski principi, potraga za uvidom, 4. izdanje"; Peter Atkins i Loretta Jones; 2008
- Državno sveučilište u Utahu: Ugljični dioksid i ugljična kiselina
o autoru
John Brennan sa sjedištem u San Diegu piše o znanosti i okolišu od 2006. godine. Njegovi su se članci pojavili u "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" i "East Bay Mjesečno. "Brennan je prvostupnica biologije na Kalifornijskom sveučilištu u San Diegu.
Foto bodovi
Comstock / Comstock / Getty Images