În chimie, un echilibru apare într-un sistem atunci când două reacții opuse au loc la aceeași viteză. Punctul în care apare acest echilibru este stabilit de termodinamică - sau mai precis de cantitatea de energie eliberată și de modificarea entropiei asociate procesului. În condiții date de temperatură și presiune, raportul dintre reactanți și produse este o constantă numită constantă de echilibru. Puteți utiliza constante de echilibru pentru a calcula concentrația de HCO3- într-o soluție dacă cunoașteți presiunea parțială a dioxidului de carbon, CO2.
Scrieți ecuațiile chimice pentru reacțiile care transformă dioxidul de carbon dizolvat în acid carbonic, bicarbonat și carbonat. Ecuațiile sunt după cum urmează:
Toate reacțiile din această serie sunt bidirecționale, cu alte cuvinte, reacția poate merge înainte sau invers. Puteți calcula concentrația de bicarbonat, HCO3, la echilibru folosind constante de echilibru.
Să presupunem că sistemul este la temperatura camerei și la presiunea atmosferică standard, că carbonatul este doar prezente în cantități neglijabile și că bicarbonatul și acidul carbonic sunt speciile dominante în soluţie. Aceasta este o ipoteză validă dacă pH-ul este de 8 sau 9 sau mai mic - în soluții neutre și acide, cu alte cuvinte. În soluțiile foarte alcaline, puteți face ipoteza contrară - că acidul carbonic este prezent în cantități minore, în timp ce bicarbonatul și carbonatul sunt speciile dominante.
Înlocuiți concentrația de acid carbonic în următoarea ecuație, care este o aproximare rezonabilă, deoarece acidul carbonic este un acid slab:
Rezolvați pentru X prin înmulțirea ambelor părți cu concentrația de acid carbonic, apoi luând rădăcina pătrată a ambelor părți. Răspunsul dvs. va fi concentrația estimată de bicarbonat.
Referințe
- „Principiile chimice, căutarea insight-ului, ediția a IV-a”; Peter Atkins și Loretta Jones; 2008
- Universitatea de Stat din Utah: dioxid de carbon și acid carbonic
Despre autor
Cu sediul în San Diego, John Brennan scrie din știință și mediu din 2006. Articolele sale au apărut în „Plenty”, „San Diego Reader”, „Santa Barbara Independent” și „East Bay” Lunar. "Brennan este licențiat în științe în biologie de la Universitatea din California, San Diego.
Credite foto
Comstock / Comstock / Getty Images