I kemi uppträder en jämvikt i ett system när två motsatta reaktioner uppträder i samma takt. Den punkt där denna jämvikt uppträder ställs in av termodynamiken - eller mer specifikt av den mängd energi som släpps ut och förändringen i entropi i samband med processen. Under givna förhållanden av temperatur och tryck är förhållandet mellan reaktanter och produkter en konstant kallad jämviktskonstanten. Du kan använda jämviktskonstanter för att beräkna koncentrationen av HCO3- i en lösning om du vet partialtrycket av koldioxid, CO2.

Skriv ut kemiska ekvationer för reaktioner som gör upplösning av koldioxid till kolsyra, bikarbonat och karbonat. Ekvationerna är följande:

H2O + CO2 <=>> H2CO3 <=> H + och HCO3- <=> en annan H + och CO3 med en laddning av -2.

Alla reaktionerna i denna serie är tvåvägs, med andra ord kan reaktionen gå framåt eller bakåt. Du kan beräkna koncentrationen av bikarbonat, HCO3, vid jämvikt med jämviktskonstanter.

Antag att systemet är vid rumstemperatur och standard atmosfärstryck, att karbonat endast finns i försumbar mängd och att bikarbonat och kolsyra är den dominerande arten i lösning. Detta är ett giltigt antagande om pH är 8 eller 9 eller lägre - i neutrala och sura lösningar, med andra ord. I mycket alkaliska lösningar kan man tvärtom antar att kolsyra är närvarande i mindre mängder, medan bikarbonat och karbonat är den dominerande arten.

Beräkna koncentrationen av upplöst CO2 i mol per liter med Henriks Lag enligt följande:

Totalt upplöst CO2 = (2,3 x 10 ^ -2) * (partialtryck av CO2)

Beräkna mängden närvarande kolsyra med användning av följande formel:

(1,7 x 10 ^ -3) * (koncentration av upplöst CO2) = kolsyrakoncentration

Byt kolsyrakoncentrationen i följande ekvation, vilket är en rimlig approximation eftersom kolsyra är en svag syra:

4.3x10 ^ -7 = (X ^ 2) /(koncentration av kolsyra)

Lös för X genom att multiplicera båda sidorna med koncentrationen av kolsyra och sedan ta kvadraten roten på båda sidor. Ditt svar kommer att vara den uppskattade koncentrationen av bikarbonat.

Tips

Vid jämvikt uppträder både fram- och bakre reaktioner i samma takt. Vänster till sina egna enheter kan ett system som en öppnad koksbur snart nå en jämvikt mellan partielltrycket av CO2, koncentrationen av kolsyra och koncentrationen av bikarbonat.