V chémii nastáva v systéme rovnováha, keď prebiehajú dve opačné reakcie rovnakou rýchlosťou. Bod, v ktorom nastane táto rovnováha, je daný termodynamikou - alebo konkrétnejšie množstvom uvoľnenej energie a zmenou entropie spojenou s procesom. Za daných podmienok teploty a tlaku je pomer medzi reaktantmi a produktmi konštanta nazývaná rovnovážna konštanta. Pomocou rovnovážnych konštánt môžete vypočítať koncentráciu HCO3- v roztoku, ak poznáte parciálny tlak oxidu uhličitého, CO2.
Napíšte chemické rovnice pre reakcie, pri ktorých sa rozpustený oxid uhličitý zmení na kyselinu uhličitú, hydrogenuhličitan a uhličitan. Rovnice sú nasledujúce:
Všetky reakcie v tejto sérii sú obojsmerné, inými slovami, reakcia môže prebiehať dopredu alebo naopak. Koncentráciu hydrogénuhličitanu HCO3 v rovnováhe môžete vypočítať pomocou rovnovážnych konštánt.
Predpokladajme, že systém má izbovú teplotu a štandardný atmosférický tlak, teda iba uhličitan sú prítomné v zanedbateľnom množstve a že hydrogenuhličitan a kyselina uhličitá sú dominantnými druhmi v roku 2006 Riešenie. Toto je platný predpoklad, ak je pH 8 alebo 9 alebo nižšie - inými slovami v neutrálnych a kyslých roztokoch. Pri vysoko zásaditých roztokoch môžete predpokladať opačne - že kyselina uhličitá je prítomná iba v malom množstve, zatiaľ čo dominantným druhom je hydrogenuhličitan a uhličitan.
Nahraďte koncentráciu kyseliny uhličitej do nasledujúcej rovnice, čo je rozumné priblíženie, pretože kyselina uhličitá je slabá kyselina:
Riešiť pre X vynásobením oboch strán koncentráciou kyseliny uhličitej a následným získaním druhej odmocniny oboch strán. Vašou odpoveďou bude odhadovaná koncentrácia bikarbonátu.
Referencie
- „Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition“; Peter Atkins a Loretta Jones; 2008
- Štátna univerzita v Utahu: Oxid uhličitý a kyselina uhličitá
O autorovi
John Brennan so sídlom v San Diegu píše od roku 2006 o vede a životnom prostredí. Jeho články sa objavili v publikáciách „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ a „East Bay Mesačne. “Brennanová získala titul bakalára prírodných vied na Kalifornskej univerzite v San Diegu.
Fotoúvery
Comstock / Comstock / Getty Images