In de chemie treedt een evenwicht op in een systeem wanneer twee tegengestelde reacties met dezelfde snelheid plaatsvinden. Het punt waarop dit evenwicht optreedt, wordt bepaald door de thermodynamica - of meer specifiek door de hoeveelheid energie die vrijkomt en de verandering in entropie die met het proces gepaard gaat. Onder gegeven omstandigheden van temperatuur en druk is de verhouding tussen reactanten en producten een constante die de evenwichtsconstante wordt genoemd. U kunt evenwichtsconstanten gebruiken om de concentratie van HCO3- in een oplossing te berekenen als u de partiële druk van koolstofdioxide, CO2 kent.
Schrijf de chemische vergelijkingen op voor de reacties die opgeloste kooldioxide omzetten in koolzuur, bicarbonaat en carbonaat. De vergelijkingen zijn als volgt:
Alle reacties in deze reeks zijn tweerichtingsverkeer, met andere woorden, de reactie kan vooruit of achteruit gaan. U kunt de concentratie van bicarbonaat, HCO3, bij evenwicht berekenen met behulp van evenwichtsconstanten.
Neem aan dat het systeem op kamertemperatuur en standaard atmosferische druk is, dat alleen carbonaat in verwaarloosbare hoeveelheden aanwezig zijn, en dat bicarbonaat en koolzuur de dominante soorten zijn in oplossing. Dit is een geldige veronderstelling als de pH 8 of 9 of lager is - met andere woorden in neutrale en zure oplossingen. In sterk alkalische oplossingen kun je de tegenovergestelde veronderstelling maken - dat koolzuur slechts in kleine hoeveelheden aanwezig is, terwijl bicarbonaat en carbonaat de dominante soorten zijn.
Vervang de koolzuurconcentratie door de volgende vergelijking, wat een redelijke benadering is, aangezien koolzuur een zwak zuur is:
Los op voor X door beide zijden te vermenigvuldigen met de concentratie koolzuur en vervolgens de vierkantswortel van beide zijden te nemen. Uw antwoord is de geschatte concentratie bicarbonaat.
Referenties
- "Chemische principes, de zoektocht naar inzicht, 4e editie"; Peter Atkins en Loretta Jones; 2008
- Utah State University: kooldioxide en koolzuur
Over de auteur
John Brennan, gevestigd in San Diego, schrijft sinds 2006 over wetenschap en het milieu. Zijn artikelen zijn verschenen in "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" en "East Bay". Maandelijks." Brennan heeft een Bachelor of Science in biologie van de Universiteit van Californië, San Diego.
Fotocredits
Comstock/Comstock/Getty Images