En chimie, un équilibre se produit dans un système lorsque deux réactions opposées se produisent au même rythme. Le point où cet équilibre se produit est réglé par la thermodynamique - ou plus précisément par la quantité d`énergie libérée et le changement d`entropie associé au processus. Dans des conditions particulières de température et de pression, le rapport entre les réactifs et les produits est une constante appelée la constante d`équilibre. Vous pouvez utiliser les constantes d`équilibre pour calculer la concentration de HCO3- dans une solution si vous savez la pression partielle de dioxyde de carbone, CO2.
Écrivez les équations chimiques pour les réactions qui transforment le dioxyde de carbone dissous à l`acide carbonique, le bicarbonate et le carbonate. Les équations sont les suivantes:
H2O + CO2 lt; = gt; H2CO3 lt; = gt; H + et HCO3 lt; = gt; une autre H + et CO3 avec une charge de -2.
Toutes les réactions de cette série sont deux voies, en d`autres termes, la réaction peut aller de l`avant ou en sens inverse. Vous pouvez calculer la concentration de bicarbonate, HCO3, à l`équilibre en utilisant des constantes d`équilibre.
Supposons que le système est à température ambiante et à la pression atmosphérique normale, que le carbonate est présent uniquement dans des quantités négligeables et que le bicarbonate et l`acide carbonique sont les espèces dominantes dans la solution. Cette hypothèse est valable si le pH est de 8 ou de 9 ou plus bas - dans des solutions neutres et acides, en d`autres termes. Dans les solutions fortement alcalines, vous pouvez faire l`hypothèse contraire - que l`acide carbonique est présent en quantités mineures, tandis que le bicarbonate et le carbonate sont les espèces dominantes.
Calculer la concentration de CO2 dissous en moles par litre en utilisant la loi de Henry, comme suit:
CO2 dissous total = (2,3 x 10 ^ -2) * (pression partielle de CO2)
Calculer la quantité de présent d`acide carbonique en utilisant la formule suivante:
(1,7 x 10 ^ -3) * (concentration de CO2 dissous) = concentration d`acide carbonique
Remplacer la concentration de l`acide carbonique dans l`équation suivante, qui est une approximation raisonnable étant donné que l`acide carbonique est un acide faible:
4.3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (concentration de l`acide carbonique)
Résoudre pour X en multipliant les deux côtés par la concentration de l`acide carbonique, puis en prenant la racine carrée des deux côtés. Votre réponse sera la concentration estimée de bicarbonate.
