בכימיה, שיווי משקל מתרחש במערכת כאשר שתי תגובות מנוגדות מתרחשות באותו הקצב. הנקודה בה מתרחש שיווי משקל זה נקבעת על ידי תרמודינמיקה - או ליתר דיוק על ידי כמות האנרגיה המשתחררת והשינוי באנטרופיה הקשורה לתהליך. בתנאים מסוימים של טמפרטורה ולחץ, היחס בין מגיבים למוצרים הוא קבוע הנקרא קבוע שיווי המשקל. אתה יכול להשתמש בקבועי שיווי משקל כדי לחשב את ריכוז HCO3- בתמיסה אם אתה יודע את הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני, CO2.
כתוב את המשוואות הכימיות לתגובות שהופכות פחמן דו חמצני מומס לחומצה פחמנית, ביקרבונט ופחמתי. המשוואות הן כדלקמן:
כל התגובות בסדרה זו הן דו כיווניות, במילים אחרות, התגובה יכולה ללכת קדימה או הפוכה. ניתן לחשב את ריכוז הביקרבונט, HCO3, בשיווי משקל באמצעות קבועי שיווי משקל.
נניח שהמערכת נמצאת בטמפרטורת החדר ולחץ אטמוספרי סטנדרטי, שהפחמתי הוא בלבד נמצאים בכמויות זניחות, וכי הביקרבונט והחומצה הפחמנית הם המינים הדומיננטיים ב פִּתָרוֹן. זו הנחה תקפה אם ה- pH הוא 8 או 9 ומטה - בתמיסות ניטרליות וחומציות, במילים אחרות. בתמיסות אלקליין מאוד, אתה יכול להניח את ההנחה ההפוכה - כי חומצה פחמנית קיימת בכמויות קלות בלבד, ואילו ביקרבונט ופחמתי הם המינים הדומיננטיים.
החלף את ריכוז החומצה הפחמית למשוואה הבאה, שהיא הערכה סבירה מאחר וחומצה פחמית היא חומצה חלשה:
לפתור ל- X על ידי הכפלת שני הצדדים בריכוז החומצה הפחמנית, ואז נטילת השורש הריבועי של שני הצדדים. התשובה שלך תהיה הריכוז המשוער של ביקרבונט.
הפניות
- "עקרונות כימיים, החיפוש אחר תובנה, מהדורה רביעית"; פיטר אטקינס ולורטה ג'ונס; 2008
- אוניברסיטת יוטה: פחמן דו חמצני וחומצה פחמנית
על הסופר
ג'ון ברנן, שבסיסו בסן דייגו, כתב על מדע וסביבה מאז 2006. מאמריו הופיעו ב"שפע "," קורא סן דייגו "," סנטה ברברה עצמאית "ו"איסט ביי" חודשי. "ברנן הוא בעל תואר ראשון במדעים בביולוגיה מאוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו.
נקודות זיכוי
קומסטוק / קומסטוק / Getty Images