Zawartość
W chemii równowaga występuje w układzie, gdy zachodzą dwie przeciwne reakcje z tą samą szybkością. Punkt, w którym ta równowaga występuje, jest ustalany przez termodynamikę - a dokładniej przez ilość uwolnionej energii i zmianę entropii związaną z procesem. W danych warunkach temperatury i ciśnienia stosunek reagentów i produktów jest stałą zwaną stałą równowagi. Możesz użyć stałych równowagi do obliczenia stężenia HCO3- w roztworze, jeśli znasz ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla, CO2.
Zapisz równania chemiczne dla reakcji, które zamieniają rozpuszczony dwutlenek węgla w kwas węglowy, wodorowęglan i węglan. Równania są następujące:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + i HCO3- <=> inny H + i CO3 z ładunkiem -2.
Wszystkie reakcje w tej serii są dwukierunkowe, innymi słowy, reakcja może przebiegać do przodu lub do tyłu. Można obliczyć stężenie wodorowęglanu, HCO3, w równowadze przy użyciu stałych równowagi.
Załóżmy, że układ ma temperaturę pokojową i standardowe ciśnienie atmosferyczne, że węglan występuje tylko w znikomych ilościach, a wodorowęglan i kwas węglowy są dominującymi gatunkami w roztworze. Jest to prawidłowe założenie, jeśli pH wynosi 8 lub 9 lub mniej - innymi słowy w roztworach obojętnych i kwaśnych. W roztworach silnie alkalicznych można przyjąć przeciwne założenie - kwas węglowy występuje w niewielkich ilościach, podczas gdy wodorowęglan i węglan są gatunkami dominującymi.
Obliczyć stężenie rozpuszczonego CO2 w molach na litr, stosując prawo Henrysa, w następujący sposób:
Całkowity rozpuszczony CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (ciśnienie cząstkowe CO2)
Obliczyć ilość obecnego kwasu węglowego, stosując następujący wzór:
(1,7 x 10 ^ -3) * (stężenie rozpuszczonego CO2) = stężenie kwasu węglowego
Zastąp stężenie kwasu węglowego następującym równaniem, które jest rozsądnym przybliżeniem, ponieważ kwas węglowy jest kwasem słabym:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (stężenie kwasu węglowego)
Rozwiąż X, mnożąc obie strony przez stężenie kwasu węglowego, a następnie pierwiastek kwadratowy z obu stron. Twoja odpowiedź będzie szacowanym stężeniem wodorowęglanu.