Sisältö
Kemiassa tasapaino tapahtuu järjestelmässä, kun tapahtuu kaksi vastakkaista reaktiota samalla nopeudella. Piste, jossa tämä tasapaino tapahtuu, asetetaan termodynamiikan avulla - tai tarkemmin sanottuna vapautuneen energian määrällä ja prosessiin liittyvän entropian muutoksella. Tietyissä lämpötilan ja paineen olosuhteissa reagenssien ja tuotteiden välinen suhde on vakio, jota kutsutaan tasapainotilaksi. Voit käyttää tasapainovakiota laskemaan HCO3- konsentraatio liuoksessa, jos tiedät hiilidioksidin, CO2, osapaineen.
Kirjoita kemialliset yhtälöt reaktioille, jotka muuttavat liuenneen hiilidioksidin hiilihapoksi, bikarbonaatiksi ja karbonaatiksi. Yhtälöt ovat seuraavat:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + ja HCO3- <=> toinen H + ja CO3 varauksella -2.
Kaikki tämän sarjan reaktiot ovat kaksisuuntaisia, toisin sanoen reaktio voi mennä eteenpäin tai päinvastoin. Voit laskea bikarbonaatin (HCO3) pitoisuuden tasapainossa tasapainotilanteilla.
Oletetaan, että järjestelmä on huoneenlämpötilassa ja normaalissa ilmanpaineessa, että karbonaattia on läsnä vain vähäpätöisissä määrissä ja että bikarbonaatti ja hiilihappo ovat hallitsevia lajeja liuoksessa. Tämä on pätevä oletus, jos pH on 8 tai 9 tai alle - neutraaleissa ja happaissa liuoksissa, toisin sanoen. Erittäin emäksisissä liuoksissa voidaan tehdä päinvastainen oletus - hiilihappoa on vain pieninä määrinä, kun taas bikarbonaatti ja karbonaatti ovat hallitsevia lajeja.
Laske liuenneen CO2-pitoisuus moolina litrassa käyttäen Henrys-lakia seuraavasti:
Liuenneen hiilidioksidin kokonaismäärä = (2,3 x 10 ^ -2) * (hiilidioksidin osapaine)
Laske läsnä olevan hiilihapon määrä seuraavan kaavan avulla:
(1,7 x 10 ^ -3) * (liuenneen CO2: n konsentraatio) = hiilihapon konsentraatio
Korvaa hiilihappopitoisuus seuraavassa yhtälössä, mikä on kohtuullinen arvio, koska hiilihappo on heikko happo:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (hiilihapon pitoisuus)
Ratkaise ratkaisu X: lle kertomalla molemmat puolet hiilihapon pitoisuudella ja ottamalla sitten molempien puolien neliöjuuri. Vastauksesi on arvioitu bikarbonaatin pitoisuus.