Ķīmijā līdzsvars rodas sistēmā, kad vienā un tajā pašā ātrumā notiek divas pretējas reakcijas. Punktu, kurā rodas šis līdzsvars, nosaka termodinamika - vai precīzāk ar izdalītās enerģijas daudzumu un ar procesu saistītās entropijas izmaiņas. Noteiktos temperatūras un spiediena apstākļos attiecība starp reaģentiem un produktiem ir konstante, ko sauc par līdzsvara konstanti. Ja jūs zināt oglekļa dioksīda, CO2 daļējo spiedienu, varat izmantot līdzsvara konstantes, lai aprēķinātu HCO3- koncentrāciju šķīdumā.
Uzrakstiet ķīmisko vienādojumu reakcijām, kas izšķīdušo oglekļa dioksīdu pārvērš par ogļskābi, bikarbonātu un karbonātu. Vienādojumi ir šādi:
Visas šīs sērijas reakcijas ir divvirzienu, citiem vārdiem sakot, reakcija var iet uz priekšu vai pretēji. Izmantojot līdzsvara konstantes, jūs varat aprēķināt bikarbonāta HCO3 koncentrāciju līdzsvarā.
Pieņemsim, ka sistēma atrodas istabas temperatūrā un standarta atmosfēras spiedienā, ka tikai karbonāts ir nenozīmīgā daudzumā un ka bikarbonāts un ogļskābe ir dominējošā suga Austrālijā risinājums. Tas ir pamatots pieņēmums, ja pH ir 8 vai 9 vai zemāks - citiem vārdiem sakot, neitrālos un skābos šķīdumos. Ļoti sārmainos šķīdumos jūs varat izdarīt pretēju pieņēmumu - ka ogļskābe ir tikai nelielos daudzumos, savukārt bikarbonāts un karbonāts ir dominējošās sugas.
Ogļskābes koncentrāciju aizstāj ar šādu vienādojumu, kas ir saprātīgs tuvinājums, jo ogļskābe ir vāja skābe:
Atrisiniet X reizinot abas puses ar ogļskābes koncentrāciju, pēc tam iegūstot abu pušu kvadrātsakni. Jūsu atbilde būs aprēķinātā bikarbonāta koncentrācija.
Atsauces
- "Chemical Principles, Quest for Insight, 4. izdevums"; Pīters Atkinss un Loreta Džonsa; 2008
- Jūtas Valsts universitāte: Oglekļa dioksīds un ogļskābe
par autoru
Džons Brenans, kurš atrodas Sandjego, raksta par zinātni un vidi kopš 2006. gada. Viņa raksti ir parādījušies "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" un "East Bay Katru mēnesi. "Brenans ir ieguvis dabaszinātņu bakalauru Kalifornijas Universitātē, Sandjego.
Foto kredīti
Comstock / Comstock / Getty Images