Зміст
У хімії рівновага відбувається в системі, коли дві протилежні реакції відбуваються з однаковою швидкістю. Точка, в якій відбувається ця рівновага, встановлюється термодинамікою, а точніше - кількістю виділеної енергії та зміною ентропії, пов'язаної з процесом. За заданих умов температури та тиску співвідношення між реагентами та продуктами є постійною, званою постійною рівноваги. Ви можете використовувати константи рівноваги для обчислення концентрації HCO3- у розчині, якщо вам відомий парціальний тиск вуглекислого газу, CO2.
Напишіть хімічні рівняння реакцій, які перетворюють розчинений вуглекислий газ у вуглекислоту, бікарбонат та карбонат. Рівняння такі:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + та HCO3- <=> ще один Н + та CO3 із зарядом -2.
Всі реакції в цій серії є двосторонніми, іншими словами, реакція може йти вперед або назад. Можна розрахувати концентрацію бікарбонату, HCO3 в рівновазі, використовуючи константи рівноваги.
Припустимо, що система знаходиться при кімнатній температурі та стандартному атмосферному тиску, що карбонат присутній лише в незначних кількостях, а бікарбонат та вуглекисла кислота є домінуючими видами в розчині. Це обґрунтоване припущення, якщо pH становить 8 або 9 або нижче - іншими словами, нейтральними та кислими розчинами. У високощелочних розчинах можна зробити протилежне припущення - вуглекисла кислота присутня лише в незначних кількостях, тоді як бікарбонат і карбонат є домінуючим видом.
Обчисліть концентрацію розчиненого CO2 в молях на літр, використовуючи закон Генріса, таким чином:
Загальний розчинний CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (парціальний тиск CO2)
Обчисліть кількість присутньої вуглекислоти за такою формулою:
(1,7 х 10 ^ -3) * (концентрація розчиненого СО2) = концентрація вуглекислоти
Замініть концентрацію вуглекислоти в наступне рівняння, що є розумним наближенням, оскільки вуглекислата є слабкою кислотою:
4,3х10 ^ -7 = (X ^ 2) / (концентрація вуглекислоти)
Розв’яжіть для X, помноживши обидві сторони на концентрацію вуглекислоти, потім взявши квадратний корінь обох сторін. Вашою відповіддю буде орієнтовна концентрація бікарбонату.