Περιεχόμενο
Στη χημεία, εμφανίζεται μια ισορροπία σε ένα σύστημα όταν συμβαίνουν δύο αντίθετες αντιδράσεις με τον ίδιο ρυθμό. Το σημείο στο οποίο εμφανίζεται αυτή η ισορροπία καθορίζεται από τη θερμοδυναμική - ή πιο συγκεκριμένα από την ποσότητα της απελευθερωμένης ενέργειας και την αλλαγή στην εντροπία που σχετίζεται με τη διαδικασία. Υπό δεδομένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, η αναλογία μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων είναι μια σταθερά που ονομάζεται σταθερά ισορροπίας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σταθερές ισορροπίας για να υπολογίσετε τη συγκέντρωση HCO3- σε διάλυμα αν γνωρίζετε τη μερική πίεση διοξειδίου του άνθρακα, CO2.
Γράψτε τις χημικές εξισώσεις για τις αντιδράσεις που μετατρέπουν το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακικό, όξινο ανθρακικό και ανθρακικό. Οι εξισώσεις είναι οι εξής:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + και HCO3- <=> άλλο H + και CO3 με φορτίο -2.
Όλες οι αντιδράσεις αυτής της σειράς είναι αμφίδρομες, με άλλα λόγια, η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Μπορείτε να υπολογίσετε τη συγκέντρωση διττανθρακικού, HCO3, σε ισορροπία χρησιμοποιώντας σταθερές ισορροπίας.
Υποθέστε ότι το σύστημα είναι σε θερμοκρασία δωματίου και τυπική ατμοσφαιρική πίεση, ότι το ανθρακικό άλας υπάρχει μόνο σε αμελητέες ποσότητες και ότι τα διττανθρακικά και το ανθρακικό οξύ είναι το κυρίαρχο είδος στο διάλυμα. Αυτή είναι μια έγκυρη υπόθεση εάν το pH είναι 8 ή 9 ή χαμηλότερο - σε ουδέτερα και όξινα διαλύματα, με άλλα λόγια. Σε ιδιαίτερα αλκαλικά διαλύματα, μπορείτε να κάνετε την αντίθετη υπόθεση - ότι το ανθρακικό οξύ υπάρχει μόνο σε μικρές ποσότητες, ενώ το όξινο ανθρακικό και το ανθρακικό είναι το κυρίαρχο είδος.
Υπολογίστε τη συγκέντρωση του διαλυμένου CO2 σε γραμμομόρια ανά λίτρο χρησιμοποιώντας τον νόμο Henrys, ως εξής:
Συνολικό διαλυμένο CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (μερική πίεση CO2)
Υπολογίστε την ποσότητα του υπάρχοντος ανθρακικού οξέος χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
(1,7 χ 10 ^ -3) * (συγκέντρωση διαλυμένου CO2) = συγκέντρωση ανθρακικού οξέος
Αντικαταστήστε τη συγκέντρωση του ανθρακικού οξέος στην ακόλουθη εξίσωση, η οποία είναι μια λογική προσέγγιση επειδή το ανθρακικό οξύ είναι ασθενές οξύ:
4.3x10 ^ -7 = (Χ ^ 2) / (συγκέντρωση ανθρακικού οξέος)
Λύστε για το Χ πολλαπλασιάζοντας και τις δύο πλευρές με τη συγκέντρωση του ανθρακικού οξέος, στη συνέχεια παίρνοντας την τετραγωνική ρίζα αμφοτέρων των πλευρών. Η απάντησή σας θα είναι η εκτιμώμενη συγκέντρωση δισανθρακικού άλατος.