NộI Dung
Trong hóa học, trạng thái cân bằng xảy ra trong một hệ thống khi hai phản ứng trái ngược xảy ra với cùng tốc độ. Điểm tại đó trạng thái cân bằng này xảy ra được thiết lập bởi nhiệt động lực học - hay cụ thể hơn là lượng năng lượng được giải phóng và sự thay đổi entropy liên quan đến quá trình. Trong các điều kiện nhất định về nhiệt độ và áp suất, tỷ lệ giữa chất phản ứng và sản phẩm là một hằng số được gọi là hằng số cân bằng. Bạn có thể sử dụng hằng số cân bằng để tính nồng độ HCO3- trong dung dịch nếu bạn biết áp suất riêng phần của carbon dioxide, CO2.
Viết các phương trình hóa học cho các phản ứng biến carbon dioxide hòa tan thành axit carbonic, bicarbonate và carbonate. Các phương trình như sau:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + và HCO3- <=> một H + và CO3 khác với điện tích -2.
Tất cả các phản ứng trong chuỗi này là hai chiều, nói cách khác, phản ứng có thể đi tiếp hoặc ngược lại. Bạn có thể tính toán nồng độ bicarbonate, HCO3, ở trạng thái cân bằng bằng cách sử dụng hằng số cân bằng.
Giả sử hệ thống ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển tiêu chuẩn, cacbonat chỉ tồn tại với số lượng không đáng kể, và bicarbonate và axit carbonic là những loài chiếm ưu thế trong dung dịch. Đây là một giả định hợp lệ nếu độ pH là 8 hoặc 9 hoặc thấp hơn - trong các giải pháp trung tính và axit, nói cách khác. Trong các dung dịch có tính kiềm cao, bạn có thể đưa ra giả định ngược lại - rằng axit carbonic chỉ hiện diện với số lượng nhỏ, trong khi bicarbonate và carbonate là những loài chiếm ưu thế.
Tính nồng độ CO2 hòa tan trong mol mỗi lít bằng Định luật Henrys, như sau:
Tổng CO2 hòa tan = (2,3 x 10 ^ -2) * (áp suất riêng phần của CO2)
Tính lượng axit cacbonic có trong công thức sau:
(1,7 x 10 ^ -3) * (nồng độ CO2 hòa tan) = nồng độ axit cacbonic
Thay thế nồng độ axit carbonic vào phương trình sau, đây là một xấp xỉ hợp lý vì axit carbonic là một axit yếu:
4.3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (nồng độ axit carbonic)
Giải phương trình X bằng cách nhân cả hai bên với nồng độ axit cacbonic, sau đó lấy căn bậc hai của cả hai bên. Câu trả lời của bạn sẽ là nồng độ ước tính của bicarbonate.