Come calcolare HCO3 da CO2

In chimica, in un sistema si verifica un equilibrio quando due reazioni opposte si verificano alla stessa velocità. Il punto in cui si verifica questo equilibrio è fissato dalla termodinamica, o più specificamente dalla quantità di energia rilasciata e dalla variazione di entropia associata al processo. In determinate condizioni di temperatura e pressione, il rapporto tra reagenti e prodotti è una costante chiamata costante di equilibrio. È possibile utilizzare le costanti di equilibrio per calcolare la concentrazione di HCO3- in una soluzione se si conosce la pressione parziale dell'anidride carbonica, CO2.

Scrivi le equazioni chimiche per le reazioni che trasformano l'anidride carbonica disciolta in acido carbonico, bicarbonato e carbonato. Le equazioni sono le seguenti:

Tutte le reazioni di questa serie sono bidirezionali, in altre parole, la reazione può andare avanti o indietro. È possibile calcolare la concentrazione di bicarbonato, HCO3, all'equilibrio utilizzando le costanti di equilibrio.

Supponiamo che il sistema sia a temperatura ambiente e pressione atmosferica standard, che il carbonato sia solo presente in quantità trascurabili, e che bicarbonato e acido carbonico sono le specie dominanti in soluzione. Questa è un'ipotesi valida se il pH è 8 o 9 o inferiore, in altre parole in soluzioni neutre e acide. In soluzioni altamente alcaline, puoi fare l'ipotesi contraria: l'acido carbonico è presente solo in quantità minori, mentre il bicarbonato e il carbonato sono le specie dominanti.

Sostituisci la concentrazione di acido carbonico nella seguente equazione, che è un'approssimazione ragionevole poiché l'acido carbonico è un acido debole:

Risolvi per X moltiplicando entrambi i membri per la concentrazione di acido carbonico, quindi prendendo la radice quadrata di entrambi i membri. La tua risposta sarà la concentrazione stimata di bicarbonato.

Riferimenti

  • "Principi chimici, la ricerca dell'intuizione, 4a edizione"; Peter Atkins e Loretta Jones; 2008
  • Utah State University: anidride carbonica e acido carbonico

Circa l'autore

Con sede a San Diego, John Brennan scrive di scienza e ambiente dal 2006. I suoi articoli sono apparsi su "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" e "East Bay". Mensile." Brennan ha conseguito una laurea in biologia presso l'Università della California, San Diego.

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Comstock/Comstock/Getty Images

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