Innehåll
I kemi inträffar en jämvikt i ett system när två motsatta reaktioner inträffar i samma takt. Den punkt då denna jämvikt inträffar bestäms av termodynamik - eller mer specifikt av den mängd energi som frigörs och förändringen i entropi associerad med processen. Under givna temperaturer och tryck är förhållandet mellan reaktanter och produkter en konstant som kallas jämviktskonstanten. Du kan använda jämviktskonstanter för att beräkna koncentrationen av HCO3- i en lösning om du känner till deltrycket av koldioxid, CO2.
Skriv ut de kemiska ekvationerna för reaktionerna som förvandlar upplöst koldioxid till kolsyra, bikarbonat och karbonat. Ekvationerna är som följer:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + och HCO3- <=> ytterligare H + och CO3 med en laddning av -2.
Alla reaktioner i denna serie är tvåvägs, med andra ord, reaktionen kan gå framåt eller omvänd. Du kan beräkna koncentrationen av bikarbonat, HCO3, vid jämvikt med hjälp av jämviktskonstanter.
Anta att systemet är vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck, att karbonat endast finns i försumbara mängder, och att bikarbonat och kolsyra är den dominerande arten i lösningen. Detta är ett giltigt antagande om pH är 8 eller 9 eller lägre - i neutrala och sura lösningar, med andra ord. I mycket alkaliska lösningar kan du göra det motsatta antagandet - att kolsyra endast finns i mindre mängder, medan bikarbonat och karbonat är den dominerande arten.
Beräkna koncentrationen av upplöst koldioxid i mol per liter med hjälp av Henrys Law enligt följande:
Total upplöst CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (deltryck av CO2)
Beräkna mängden närvarande kolsyra med följande formel:
(1,7 x 10 ^ -3) * (koncentration av upplöst CO2) = kolsyrakoncentration
Byt ut kolsyrakoncentrationen i följande ekvation, vilket är en rimlig approximation eftersom kolsyra är en svag syra:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (koncentration av kolsyra)
Lös för X genom att multiplicera båda sidorna med koncentrationen av kolsyra och sedan ta kvadratroten på båda sidorna. Ditt svar är den uppskattade koncentrationen av bikarbonat.