Sisu
Keemias toimub süsteemis tasakaal, kui samal kiirusel toimuvad kaks vastandlikku reaktsiooni. Selle tasakaalu tekkimise punkti määrab termodünaamika - või täpsemalt vabanenud energia hulk ja protsessiga seotud entroopia muutus. Teatud temperatuuri ja rõhu tingimustes on reagentide ja produktide suhe konstant, mida nimetatakse tasakaalukonstandiks. Lahuses sisalduva HCO3- kontsentratsiooni arvutamiseks võite kasutada tasakaalukonstante, kui teate süsinikdioksiidi, CO2 osarõhku.
Kirjutage välja keemilised võrrandid reaktsioonide jaoks, mis muudavad lahustunud süsinikdioksiidi süsihappeks, vesinikkarbonaadiks ja karbonaadiks. Võrrandid on järgmised:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + ja HCO3- <=> teine H + ja CO3, laadimisega -2.
Kõik reaktsioonid selles seerias on kahesuunalised, teisisõnu, reaktsioon võib minna edasi või vastupidiselt. Bikarbonaadi (HCO3) kontsentratsiooni saate tasakaalus konstandite abil arvutada tasakaalus.
Oletame, et süsteem on toatemperatuuril ja standardses atmosfäärirõhus, et karbonaati leidub ainult tühistes kogustes ning vesilahuses on vesinikkarbonaat ja süsihape domineerivad liigid. See on kehtiv eeldus, kui pH on 8 või 9 või alla selle - teisisõnu neutraalsetes ja happelistes lahustes. Äärmiselt leeliselistes lahustes võite teha vastupidise oletuse - süsihapet on ainult väikestes kogustes, samas kui vesinikkarbonaat ja karbonaat on domineerivad liigid.
Arvutage lahustatud CO2 kontsentratsioon moolides liitri kohta, kasutades Henrysi seadust, järgmiselt:
Lahustunud kogu CO2 = = (2,3 x 10 ^ -2) * (CO2 osarõhk)
Arvutage sisalduva süsihappe kogus järgmise valemi abil:
(1,7 x 10 ^ -3) * (lahustunud CO2 kontsentratsioon) = süsihappe kontsentratsioon
Asendage süsihappe kontsentratsioon järgmise võrrandiga, mis on mõistlik ligikaudne väärtus, kuna süsihape on nõrk hape:
4,3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (süsihappe kontsentratsioon)
Lahendage X jaoks, korrutades mõlemad pooled süsihappe kontsentratsiooniga, võttes mõlema külje ruutjuure. Teie vastus on vesinikkarbonaadi hinnanguline kontsentratsioon.