I kjemi oppstår en likevekt i et system når to motsatte reaksjoner skjer i samme hastighet. Punktet hvor denne likevekten oppstår, er satt av termodynamikk - eller mer spesifikt av mengden frigitt energi og endringen i entropi assosiert med prosessen. Under gitte forhold med temperatur og trykk er forholdet mellom reaktanter og produkter en konstant som kalles likevektskonstant. Du kan bruke likevektskonstanter for å beregne konsentrasjonen av HCO3- i en løsning hvis du kjenner til parttrykket til karbondioksid, CO2.
Skriv ut de kjemiske ligningene for reaksjonene som gjør oppløst karbondioksid til karbonsyre, bikarbonat og karbonat. Ligningene er som følger:
Alle reaksjonene i denne serien er toveis, med andre ord reaksjonen kan gå fremover eller i omvendt retning. Du kan beregne konsentrasjonen av bikarbonat, HCO3, ved likevekt ved hjelp av likevektskonstanter.
Anta at systemet har romtemperatur og standard atmosfærisk trykk, at karbonat bare er tilstede i ubetydelige mengder, og at bikarbonat og karbonsyre er den dominerende arten i løsning. Dette er en gyldig antagelse hvis pH er 8 eller 9 eller lavere - i nøytrale og sure løsninger, med andre ord. I svært alkaliske løsninger kan du anta den motsatte antagelsen - at karbonsyre er tilstede i bare mindre mengder, mens bikarbonat og karbonat er den dominerende arten.
Erstatt karbonsyrekonsentrasjonen i følgende ligning, som er en rimelig tilnærming siden karbonsyre er en svak syre:
Løs for X ved å multiplisere begge sider med konsentrasjonen av karbonsyre, og deretter ta kvadratroten på begge sider. Svaret ditt vil være den estimerte konsentrasjonen av bikarbonat.
Referanser
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition"; Peter Atkins og Loretta Jones; 2008
- Utah State University: karbondioksid og karbonsyre
om forfatteren
John Brennan har base i San Diego og har skrevet om vitenskap og miljø siden 2006. Artiklene hans har dukket opp i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" og "East Bay Månedlig. "Brennan har en Bachelor of Science i biologi fra University of California, San Diego.
Fotokreditter
Comstock / Comstock / Getty Images