المحتوى
في الكيمياء ، يحدث التوازن في النظام عندما يحدث تفاعلان متعاكسان بنفس المعدل. يتم تحديد النقطة التي يحدث فيها هذا التوازن بواسطة الديناميكا الحرارية - أو بشكل أكثر تحديدًا بكمية الطاقة المنبعثة والتغير في الانتروبيا المرتبط بالعملية. في ظل ظروف معينة من درجة الحرارة والضغط ، فإن النسبة بين المواد المتفاعلة والمنتجات هي ثابت يسمى ثابت التوازن. يمكنك استخدام ثوابت التوازن لحساب تركيز HCO3- في محلول إذا كنت تعرف الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون CO2.
اكتب المعادلات الكيميائية للتفاعلات التي تحول ثاني أكسيد الكربون الذائب إلى حمض الكربونيك وبيكربونات وكربونات. المعادلات هي كما يلي:
H2O + CO2 <=> H2CO3 <=> H + و HCO3- <=> آخر H + و CO3 بتهمة -2.
جميع ردود الفعل في هذه السلسلة هي في اتجاهين ، وبعبارة أخرى ، يمكن أن يذهب رد الفعل إلى الأمام أو في الاتجاه المعاكس. يمكنك حساب تركيز بيكربونات ، HCO3 ، عند التوازن باستخدام ثوابت التوازن.
لنفترض أن النظام في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي القياسي ، وأن كربونات موجودة فقط بكميات ضئيلة ، وأن بيكربونات وحمض الكربونيك هي الأنواع السائدة في الحل. هذا افتراض صحيح إذا كان الرقم الهيدروجيني هو 8 أو 9 أو أقل - في حلول محايدة وحمضية ، وبمعنى آخر. في المحاليل القلوية للغاية ، يمكنك عمل افتراض مخالف - أن حمض الكربونيك موجود بكميات بسيطة فقط ، في حين أن البيكربونات والكربونات هما النوعان السائدان.
احسب تركيز ثاني أكسيد الكربون المذاب في الشامات لكل لتر باستخدام قانون هنري ، على النحو التالي:
إجمالي CO2 الذائب = (2.3 x 10 ^ -2) * (الضغط الجزئي لـ CO2)
احسب كمية حمض الكربونيك الموجودة بالصيغة التالية:
(1.7 × 10 ^ -3) * (تركيز ثاني أكسيد الكربون المذاب) = تركيز حمض الكربونيك
استبدل تركيز حمض الكربونيك في المعادلة التالية ، وهو تقريب معقول لأن حمض الكربونيك حمض ضعيف:
4.3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (تركيز حمض الكربونيك)
حل ل X بضرب كلا الجانبين بتركيز حمض الكربونيك ، ثم أخذ الجذر التربيعي لكلا الجانبين. إجابتك ستكون التركيز المقدر للبيكربونات.