Chemijoje sistemoje atsiranda pusiausvyra, kai tuo pačiu greičiu vyksta dvi priešingos reakcijos. Tašką, kuriame atsiranda ši pusiausvyra, nustato termodinamika - tiksliau, išsiskiriančios energijos kiekis ir su procesu susijęs entropijos pokytis. Esant tam tikroms temperatūros ir slėgio sąlygoms, reagentų ir produktų santykis yra konstanta, vadinama pusiausvyros konstanta. Jei žinote dalinį anglies dioksido, CO2 slėgį, galite naudoti pusiausvyros konstantas, kad apskaičiuotumėte HCO3- koncentraciją tirpale.
Parašykite reakcijų, kurios ištirpusį anglies dioksidą paverčia anglies rūgštimi, bikarbonatu ir karbonatu, chemines lygtis. Lygtys yra tokios:
Visos šios serijos reakcijos yra dvipusės, kitaip tariant, reakcija gali vykti pirmyn arba atvirkščiai. Naudodamiesi pusiausvyros konstantomis, galite apskaičiuoti bikarbonato HCO3 koncentraciją pusiausvyroje.
Tarkime, kad sistema yra kambario temperatūros ir standartinio atmosferos slėgio, kad tik karbonatas jų yra nereikšmingais kiekiais, o bikarbonatas ir anglies rūgštis yra dominuojančios rūšys sprendimas. Tai yra teisinga prielaida, jei pH yra 8 arba 9 arba žemesnis - kitaip tariant, neutraliuose ir rūgščiuose tirpaluose. Labai šarminiuose tirpaluose galite daryti priešingą prielaidą - anglies rūgšties yra tik nedideliais kiekiais, o bikarbonatas ir karbonatas yra dominuojančios rūšys.
Anglies rūgšties koncentraciją pakeiskite šia lygtimi, kuri yra tinkama apytikslė suma, nes anglies rūgštis yra silpna rūgštis:
Išspręskite X padauginus abi puses iš anglies rūgšties koncentracijos, tada imant kvadratinę abiejų pusių šaknį. Jūsų atsakymas bus apskaičiuota bikarbonato koncentracija.
Literatūra
- „Cheminiai principai, įžvalgos ieškojimas, 4-asis leidimas“; Peteris Atkinsas ir Loretta Jones; 2008
- Jutos valstybinis universitetas: anglies dioksidas ir anglies rūgštis
apie autorių
San Diege įsikūręs Johnas Brennanas apie mokslą ir aplinką rašė nuo 2006 m. Jo straipsniai pasirodė „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ ir „East Bay“ Kas mėnesį. "Brennanas yra įgijęs biologijos mokslų bakalaurą Kalifornijos universitete, San Diege.
Nuotraukų kreditai
Comstock / Comstock / Getty Images