W chemii równowaga występuje w układzie, gdy dwie przeciwstawne reakcje zachodzą w tym samym tempie. Punkt, w którym następuje ta równowaga, jest ustalany przez termodynamikę – a dokładniej przez ilość uwolnionej energii i zmianę entropii związaną z procesem. W danych warunkach temperatury i ciśnienia stosunek reagentów do produktów jest stałą nazywaną stałą równowagi. Możesz użyć stałych równowagi do obliczenia stężenia HCO3- w roztworze, jeśli znasz ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla, CO2.
Napisz równania chemiczne dla reakcji, które zamieniają rozpuszczony dwutlenek węgla w kwas węglowy, wodorowęglan i węglan. Równania są następujące:
Wszystkie reakcje w tej serii są dwukierunkowe, innymi słowy reakcja może iść do przodu lub do tyłu. Możesz obliczyć stężenie wodorowęglanu, HCO3, w równowadze, używając stałych równowagi.
Załóżmy, że system ma temperaturę pokojową i standardowe ciśnienie atmosferyczne, że węglan jest tylko obecne w znikomych ilościach, a wodorowęglan i kwas węglowy są dominującymi gatunkami w rozwiązanie. Jest to słuszne założenie, jeśli pH wynosi 8 lub 9 lub mniej – innymi słowy w roztworach obojętnych i kwaśnych. W silnie alkalicznych roztworach można przyjąć odwrotne założenie - kwas węglowy jest obecny w niewielkich ilościach, podczas gdy wodorowęglany i węglany są dominującymi gatunkami.
Zastąp stężenie kwasu węglowego następującym równaniem, które jest rozsądnym przybliżeniem, ponieważ kwas węglowy jest słabym kwasem:
Rozwiąż dla X mnożąc obie strony przez stężenie kwasu węglowego, a następnie wyciągając pierwiastek kwadratowy z obu stron. Twoją odpowiedzią będzie szacunkowe stężenie wodorowęglanu.
Bibliografia
- „Zasady chemiczne, poszukiwanie wglądu, wydanie 4”; Petera Atkinsa i Loretty Jones; 2008
- Uniwersytet Stanowy Utah: dwutlenek węgla i kwas węglowy
o autorze
Mieszkający w San Diego John Brennan od 2006 roku pisze o nauce i środowisku. Jego artykuły ukazywały się w „Plenty”, „San Diego Reader”, „Santa Barbara Independent” i „East Bay”. Co miesiąc.” Brennan uzyskała tytuł licencjata biologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.
Kredyty fotograficzne
Comstock/Comstock/Getty Images