Innhold
I kjemi forekommer en likevekt i et system når to motsatte reaksjoner forekommer i samme takt. Punktet som denne likevekten oppstår er satt av termodynamikk - eller nærmere bestemt av mengden energi som frigjøres og endringen i entropi forbundet med prosessen. Under gitte temperaturer og trykk er forholdet mellom reaktanter og produkter en konstant kalt likevektskonstanten. Du kan bruke likevektskonstanter for å beregne konsentrasjonen av HCO3- i en løsning hvis du vet deltrykket av karbondioksid, CO2.
Skriv ut de kjemiske likningene for reaksjonene som gjør oppløst karbondioksid til kullsyre, bikarbonat og karbonat. Ligningene er som følger:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + og HCO3- <=> ytterligere H + og CO3 med en ladning på -2.
Alle reaksjonene i denne serien er toveis, med andre ord, reaksjonen kan gå fremover eller i revers. Du kan beregne konsentrasjonen av bikarbonat, HCO3, ved likevekt ved å bruke likevektskonstanter.
Anta at systemet er ved romtemperatur og standard atmosfæretrykk, at karbonat bare er til stede i ubetydelige mengder, og at bikarbonat og kullsyre er den dominerende arten i løsning. Dette er en gyldig antagelse hvis pH er 8 eller 9 eller under - i nøytrale og sure oppløsninger, med andre ord. I sterkt alkaliske løsninger kan du gjøre den motsatte antakelsen - at kullsyre bare er til stede i mindre mengder, mens bikarbonat og karbonat er den dominerende arten.
Beregn konsentrasjonen av oppløst CO2 i mol per liter ved å bruke Henrys Law, som følger:
Total oppløst CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (delvis trykk av CO2)
Beregn mengden karbonsyre som er til stede ved å bruke følgende formel:
(1,7 x 10 ^ -3) * (konsentrasjon av oppløst CO2) = kullsyrekonsentrasjon
Sett inn kullsyrekonsentrasjonen i følgende ligning, som er en rimelig tilnærming siden karbonsyre er en svak syre:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (konsentrasjon av kullsyre)
Løs for X ved å multiplisere begge sider med konsentrasjonen av kullsyre, og deretter ta firkantsroten på begge sider. Svaret ditt vil være den estimerte konsentrasjonen av bikarbonat.