Na química, ocorre um equilíbrio em um sistema quando duas reações opostas estão ocorrendo na mesma taxa. O ponto em que esse equilíbrio ocorre é definido pela termodinâmica - ou mais especificamente pela quantidade de energia liberada e a mudança na entropia associada ao processo. Sob determinadas condições de temperatura e pressão, a razão entre reagentes e produtos é uma constante chamada constante de equilíbrio. Você pode usar constantes de equilíbrio para calcular a concentração de HCO3- em uma solução se souber a pressão parcial do dióxido de carbono, CO2.
Escreva as equações químicas para as reações que transformam o dióxido de carbono dissolvido em ácido carbônico, bicarbonato e carbonato. As equações são as seguintes:
Todas as reações nesta série são bidirecionais, ou seja, a reação pode ir para frente ou para trás. Você pode calcular a concentração de bicarbonato, HCO3, no equilíbrio usando constantes de equilíbrio.
Suponha que o sistema esteja em temperatura ambiente e pressão atmosférica padrão, que o carbonato é apenas presente em quantidades desprezíveis, e que o bicarbonato e o ácido carbônico são as espécies dominantes em solução. Esta é uma suposição válida se o pH for 8 ou 9 ou menos - em soluções neutras e ácidas, em outras palavras. Em soluções altamente alcalinas, você pode fazer a suposição contrária - que o ácido carbônico está presente apenas em pequenas quantidades, enquanto o bicarbonato e o carbonato são as espécies dominantes.
Substitua a concentração de ácido carbônico na seguinte equação, que é uma aproximação razoável, uma vez que o ácido carbônico é um ácido fraco:
Resolva para X multiplicando ambos os lados pela concentração de ácido carbônico e, a seguir, obtendo a raiz quadrada de ambos os lados. Sua resposta será a concentração estimada de bicarbonato.
Referências
- "Princípios Químicos, a Busca por Insight, 4ª Edição"; Peter Atkins e Loretta Jones; 2008
- Utah State University: dióxido de carbono e ácido carbônico
Sobre o autor
Residente em San Diego, John Brennan escreve sobre ciência e meio ambiente desde 2006. Seus artigos foram publicados em "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" e "East Bay Mensal. "Brennan é bacharel em biologia pela University of California, San Diego.
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