化学では、2つの反対の反応が同じ速度で発生しているときに、システム内で平衡が発生します。 この平衡が発生するポイントは、熱力学によって、より具体的には、放出されるエネルギーの量とプロセスに関連するエントロピーの変化によって設定されます。 与えられた温度と圧力の条件下では、反応物と生成物の比率は平衡定数と呼ばれる定数です。 二酸化炭素の分圧CO2がわかっている場合は、平衡定数を使用して溶液中のHCO3-の濃度を計算できます。
溶存二酸化炭素を炭酸、重炭酸塩、炭酸塩に変える反応の化学反応式を書きます。 方程式は次のとおりです。
このシリーズのすべての反応は双方向です。つまり、反応は順方向または逆方向に進むことができます。 平衡定数を使用して、平衡状態での重炭酸塩HCO3の濃度を計算できます。
システムが室温および標準大気圧にあると仮定すると、炭酸塩は 無視できる量で存在し、重炭酸塩と炭酸が支配的な種である 解決。 これは、pHが8または9以下の場合、つまり中性および酸性溶液の場合に有効な仮定です。 高アルカリ性溶液では、逆の仮定を立てることができます。炭酸は少量しか存在しないのに対し、重炭酸塩と炭酸塩が優勢な種です。
炭酸は弱酸であるため、次の式に炭酸濃度を代入します。これは妥当な近似値です。
Xを解く 両側に炭酸の濃度を掛けてから、両側の平方根を取ります。 あなたの答えは重炭酸塩の推定濃度になります。
参考文献
- "化学原理、洞察の探求、第4版"; ピーターアトキンスとロレッタジョーンズ; 2008
- ユタ州立大学：二酸化炭素と炭酸
著者について
サンディエゴを拠点とするジョン・ブレナンは、2006年から科学と環境について執筆しています。 彼の記事は「Plenty」、「San Diego Reader」、「Santa Barbara Independent」、「EastBay」に掲載されています。 毎月。」ブレナンは、カリフォルニア大学サンディエゴ校で生物学の理学士号を取得しています。
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