В химии равновесие возникает в системе, когда две противоположные реакции протекают с одинаковой скоростью. Точка, в которой наступает это равновесие, устанавливается термодинамикой - или, более конкретно, количеством высвобождаемой энергии и изменением энтропии, связанным с процессом. При заданных условиях температуры и давления соотношение между реагентами и продуктами является константой, называемой константой равновесия. Вы можете использовать константы равновесия для расчета концентрации HCO3- в растворе, если вам известно парциальное давление углекислого газа, CO2.
Напишите химические уравнения реакций, которые превращают растворенный диоксид углерода в угольную кислоту, бикарбонат и карбонат. Уравнения следующие:
Все реакции в этой серии двусторонние, другими словами, реакция может идти вперед или назад. Вы можете рассчитать концентрацию бикарбоната HCO3 в состоянии равновесия, используя константы равновесия.
Предположим, что система находится при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении, что карбонат только присутствуют в незначительных количествах, и что бикарбонат и угольная кислота являются доминирующими видами в решение. Это допустимое предположение, если pH составляет 8 или 9 или ниже - другими словами, в нейтральных и кислых растворах. В сильно щелочных растворах можно сделать противоположное предположение - угольная кислота присутствует только в незначительных количествах, а бикарбонат и карбонат являются преобладающими видами.
Подставьте концентрацию угольной кислоты в следующее уравнение, что является разумным приближением, поскольку угольная кислота является слабой кислотой:
Решить для X умножив обе части на концентрацию угольной кислоты, а затем извлекли квадратный корень из обеих частей. Ваш ответ будет предполагаемой концентрацией бикарбоната.
Рекомендации
- «Химические принципы, поиски понимания, 4-е издание»; Питер Аткинс и Лоретта Джонс; 2008
- Университет штата Юта: двуокись углерода и углекислота
об авторе
Джон Бреннан из Сан-Диего пишет о науке и окружающей среде с 2006 года. Его статьи публиковались в «Plenty», «San Diego Reader», «Santa Barbara Independent» и «East Bay». Ежемесячно ». Бреннан имеет степень бакалавра наук в области биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Фото Кредиты
Комсток / Комсток / Getty Images