У хімії рівновага відбувається в системі, коли дві протилежні реакції відбуваються з однаковою швидкістю. Точка, в якій настає ця рівновага, встановлюється термодинамікою - або, точніше, кількістю виділеної енергії та зміною ентропії, пов’язаної з процесом. За певних умов температури і тиску співвідношення між реагентами та продуктами є константою, яка називається константою рівноваги. Ви можете використовувати константи рівноваги для розрахунку концентрації HCO3- у розчині, якщо ви знаєте парціальний тиск вуглекислого газу, CO2.
Випишіть хімічні рівняння реакцій, які перетворюють розчинений діоксид вуглецю на вуглекислу, бікарбонатну та карбонатну. Рівняння такі:
Всі реакції в цій серії є двосторонніми, іншими словами, реакція може йти вперед або назад. Ви можете розрахувати концентрацію бікарбонату, HCO3, в рівновазі, використовуючи константи рівноваги.
Припустимо, що система має кімнатну температуру та стандартний атмосферний тиск, що це лише карбонат присутній у незначній кількості, і що бікарбонат та вугільна кислота є домінуючими видами в рішення. Це справедливе припущення, якщо рН дорівнює 8 або 9 або нижче - іншими словами, у нейтральних і кислих розчинах. У високолужних розчинах можна зробити протилежне припущення - вугільна кислота присутня лише в незначних кількостях, тоді як бікарбонат та карбонат є домінуючими видами.
Підставте концентрацію вуглекислоти у таке рівняння, яке є розумним наближенням, оскільки вугільна кислота є слабкою кислотою:
Вирішити для X множенням обох сторін на концентрацію вугільної кислоти, а потім беручи квадратний корінь з обох сторін. Вашою відповіддю буде розрахункова концентрація бікарбонату.
Список літератури
- "Хімічні принципи, пошуки розуміння, 4-е видання"; Пітер Аткінс та Лоретта Джонс; 2008
- Університет штату Юта: вуглекислий газ та вуглекислота
Про автора
Джон Бреннан, який базується в Сан-Дієго, пише про науку та навколишнє середовище з 2006 року. Його статті з'явилися в "Багато", "Сан-Дієго", "Санта-Барбара Індепендент" та "Іст-Бей" Щомісяця ". Бреннан має ступінь бакалавра біології з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.
Фото кредити
Comstock / Comstock / Getty Images