ในวิชาเคมี ภาวะสมดุลจะเกิดขึ้นในระบบเมื่อมีปฏิกิริยาตรงข้ามกันสองปฏิกิริยาเกิดขึ้นในอัตราเดียวกัน จุดที่สมดุลนี้เกิดขึ้นถูกกำหนดโดยเทอร์โมไดนามิกส์ - หรือเจาะจงมากขึ้นโดยปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาและการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่กำหนด อัตราส่วนระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์เป็นค่าคงที่ที่เรียกว่าค่าคงที่สมดุล คุณสามารถใช้ค่าคงที่สมดุลในการคำนวณความเข้มข้นของ HCO3- ในสารละลายถ้าคุณทราบความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ CO2
เขียนสมการเคมีสำหรับปฏิกิริยาที่เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายไปเป็นกรดคาร์บอนิก ไบคาร์บอเนต และคาร์บอเนต สมการมีดังนี้:
ปฏิกิริยาทั้งหมดในอนุกรมนี้เป็นแบบสองทาง กล่าวคือ ปฏิกิริยาสามารถไปข้างหน้าหรือย้อนกลับได้ คุณสามารถคำนวณความเข้มข้นของไบคาร์บอเนต HCO3 ที่สมดุลได้โดยใช้ค่าคงที่สมดุล
สมมติว่าระบบอยู่ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศมาตรฐาน คาร์บอเนตจะมีค่าเพียง มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อย และไบคาร์บอเนตและกรดคาร์บอนิกเป็นสปีชีส์ที่โดดเด่นใน สารละลาย. นี่เป็นข้อสันนิษฐานที่ถูกต้องหาก pH เท่ากับ 8 หรือ 9 หรือต่ำกว่า ในสารละลายที่เป็นกลางและเป็นกรด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในสารละลายที่มีความเป็นด่างสูง คุณสามารถตั้งสมมติฐานที่ตรงกันข้ามได้ -- กรดคาร์บอนิกมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น ในขณะที่ไบคาร์บอเนตและคาร์บอเนตเป็นสปีชีส์ที่โดดเด่น
แทนที่ความเข้มข้นของกรดคาร์บอนิกลงในสมการต่อไปนี้ ซึ่งเป็นค่าประมาณที่สมเหตุสมผลเนื่องจากกรดคาร์บอนิกเป็นกรดอ่อน:
แก้ปัญหาสำหรับ X คูณทั้งสองข้างด้วยความเข้มข้นของกรดคาร์บอนิก แล้วหารากที่สองของทั้งสองข้าง คำตอบของคุณจะเป็นค่าความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตโดยประมาณ
อ้างอิง
- "หลักการทางเคมี Quest for Insight ฉบับที่ 4"; ปีเตอร์ แอตกินส์ และลอเร็ตตา โจนส์; 2008
- มหาวิทยาลัยแห่งรัฐยูทาห์: คาร์บอนไดออกไซด์และกรดคาร์บอนิก
เกี่ยวกับผู้เขียน
John Brennan ตั้งอยู่ในเมืองซานดิเอโกและได้เขียนเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อมมาตั้งแต่ปี 2549 บทความของเขาปรากฏใน "Plenty" "San Diego Reader" "Santa Barbara Independent" และ "East Bay" ทุกเดือน" เบรนแนนสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านวิทยาศาสตร์สาขาชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก
เครดิตภาพ
รูปภาพ Comstock / Comstock / Getty
