Vsebina
V kemiji se v sistemu zgodi ravnotežje, ko se z isto hitrostjo odvijata dve nasprotni reakciji. Točka, na kateri se to ravnotežje pojavi, je določena s termodinamiko - natančneje s količino sproščene energije in s spremembo entropije, povezane s postopkom. V danih pogojih temperature in tlaka je razmerje med reaktanti in produkti konstanta, ki se imenuje ravnotežna konstanta. Za izračun koncentracije HCO3 v raztopini lahko uporabite ravnotežne konstante, če poznate delni tlak ogljikovega dioksida, CO2.
Napišite kemijske enačbe za reakcije, ki raztopljeni ogljikov dioksid pretvorijo v ogljikovo kislino, bikarbonat in karbonat. Enačbe so naslednje:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + in HCO3- <=> še en H + in CO3 z nabojem -2.
Vse reakcije v tej seriji so dvosmerne, z drugimi besedami, reakcija lahko poteka naprej ali v obratni smeri. Z ravnotežnimi konstantami lahko izračunate koncentracijo bikarbonata HCO3 v ravnovesju.
Predpostavimo, da je sistem pri sobni temperaturi in standardnem atmosferskem tlaku, da je karbonat prisoten le v zanemarljivih količinah in da sta v raztopini prevladujoča bikarbonata in ogljikova kislina. To je veljavna predpostavka, če je pH 8 ali 9 ali manj - z nevtralnimi in kislimi raztopinami, z drugimi besedami. Pri visoko alkalnih raztopinah lahko naredite nasprotno domnevo - da je ogljikova kislina prisotna le v manjših količinah, medtem ko sta bikarbonat in karbonat prevladujoča vrsta.
Izračunajte koncentracijo raztopljenega CO2 v molih na liter z uporabo Henrys zakona, kot sledi:
Skupni raztopljeni CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (delni tlak CO2)
Izračunajte količino prisotne ogljikove kisline po naslednji formuli:
(1,7 x 10 ^ -3) * (koncentracija raztopljenega CO2) = koncentracija ogljikove kisline
Koncentracija ogljikove kisline se nadomesti z naslednjo enačbo, kar je razumen približek, saj je ogljikova kislina šibka kislina:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (koncentracija ogljikove kisline)
Rešite za X tako, da pomnožite obe strani s koncentracijo ogljikove kisline in nato vzemite kvadratni koren obeh strani. Vaš odgovor bo ocenjena koncentracija sode bikarbone.