Содержание
В химии равновесие происходит в системе, когда две противоположные реакции происходят с одинаковой скоростью. Точка, в которой происходит это равновесие, задается термодинамикой, или, точнее, количеством высвобождаемой энергии и изменением энтропии, связанным с процессом. При данных условиях температуры и давления соотношение реагентов и продуктов является константой, называемой константой равновесия. Вы можете использовать константы равновесия для расчета концентрации HCO3- в растворе, если вам известно парциальное давление углекислого газа, CO2.
Запишите химические уравнения для реакций, которые превращают растворенный углекислый газ в углекислоту, бикарбонат и карбонат. Уравнения следующие:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + и HCO3- <=> еще один H + и CO3 с зарядом -2.
Все реакции в этом ряду являются двусторонними, другими словами, реакция может идти вперед или в обратном направлении. Вы можете рассчитать концентрацию бикарбоната HCO3 в состоянии равновесия, используя константы равновесия.
Предположим, что система находится при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении, что карбонат присутствует только в незначительных количествах, а бикарбонат и углекислота являются доминирующими веществами в растворе. Это правильное предположение, если pH составляет 8 или 9 или ниже - в нейтральных и кислых растворах, другими словами. В сильно щелочных растворах можно сделать противоположное предположение - углекислота присутствует в незначительных количествах, в то время как бикарбонат и карбонат являются доминирующими веществами.
Рассчитайте концентрацию растворенного CO2 в молях на литр, используя закон Генри, следующим образом:
Общее количество растворенного CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (парциальное давление CO2)
Рассчитайте количество присутствующей углекислоты, используя следующую формулу:
(1,7 х 10 ^ -3) * (концентрация растворенного CO2) = концентрация углекислоты
Подставьте концентрацию углекислоты в следующее уравнение, которое является разумным приближением, поскольку углекислота является слабой кислотой:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (концентрация углекислоты)
Решите для X, умножив обе стороны на концентрацию углекислоты, затем взяв квадратный корень с обеих сторон. Ваш ответ будет оценочной концентрации бикарбоната.