El dióxido de carbono como ácido
La ley de Henry: Concentración constante en el agua
Recuerda que la Ley de Henry determina la concentración de dióxido de carbono disuelto en una solución acuosa expuesta a la atmósfera. La concentración media actual de CO2 es de 387 ppm, por lo que la concentración de dióxido de carbono en todas las aguas superficiales es:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Otros equilibrios que implican dióxido de carbono disuelto NO afectan a la concentración de CO2 en las aguas superficiales. Si se utiliza algo de dióxido de carbono, más pasa a la solución.
Hay un equilibrio entre el agua y el CO2 disuelto que forma ácido carbónico.
El ácido carbónico, como el ácido sulfúrico, es un ácido diprótico. Tiene dos protones ácidos que puede perder en dos pasos separados.
Primera disociación y HCO3-
Debido a que el dióxido de carbono disuelto está en equilibrio con el ácido carbónico y el ácido carbónico está en equilibrio con el bicarbonato y un protón en el agua, es conveniente considerar que el CO2(aq) es el ácido.
Sabes que el pH es -log, pOH es -log, y pKw es -log(Kw). Utilizamos el mismo sistema para las constantes de equilibrio. En las tablas se indican los valores de pKa. Estos son -log(Ka). Para la primera constante de disociación del ácido CO2(aq), Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Segunda disociación y CO32-
El bicarbonato es un ácido muy débil con una Ka2 de 5,0 x 10-11 y una pKa2 de 10,3.
PH del agua superficial
Debido a que Ka2 es tan pequeño, la concentración de equilibrio de H+ en el agua superficial está dominada por Ka1. Podemos usar esto para calcular el pH del agua superficial cuando no hay ácido o base adicional.
Sin ácido o base añadida, = = x
x2 = (4.3 x 10-7)(1,32 x 10-5) = 5,7 x 10-12
x = 2,4 x 10-6
pH = -log(x) = 5,6
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