Hiilidioksidi happona
Henryn laki: Constant Concentration in Water
Muista, että Henryn laki määrittää liuenneen hiilidioksidin pitoisuuden ilmakehälle alttiissa vesiliuoksessa. Nykyinen, keskimääräinen hiilidioksidipitoisuus on 387 ppm, joten hiilidioksidipitoisuus kaikessa pintavedessä on:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Muut tasapainot, joihin liuennut hiilidioksidi liittyy, EIVÄT vaikuta hiilidioksidin pitoisuuteen pintavedessä. Jos osa hiilidioksidista kuluu, lisää menee liuokseen.
Veden ja liuenneen hiilidioksidin välillä vallitsee tasapaino, jossa muodostuu hiilihappoa.
Hiilihappo on rikkihapon tavoin diproottinen happo. Sillä on kaksi happopronia, jotka se voi menettää kahdessa erillisessä vaiheessa.
Ensimmäinen dissosiaatio ja HCO3-
Koska liuennut hiilidioksidi on tasapainossa hiilihapon kanssa ja hiilihappo on tasapainossa bikarbonaatin ja vedessä olevan protonin kanssa, on kätevää pitää CO2(aq):ta happona.
Tiedät, että pH on -log, pOH on -log ja pKw on -log(Kw). Käytämme samaa järjestelmää tasapainovakioille. Taulukoissa luetellaan pKa-arvot. Nämä ovat -log(Ka). Ensimmäisen hapon CO2(aq) dissosiaatiovakio on Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Kakkosdissosiaatio ja CO32-
Bikarbonaatti on hyvin heikko happo, jonka Ka2 on 5,0 x 10-11 ja pKa2 on 10,3.
Voidaan yhdistää tämä ensimmäisen dissosiaation yhtälöön ja löytää karbonaattianionin konsentraatio vedessä, joka on tasapainossa ilman kanssa.
Pintaveden pH-arvo
Seurauksena siitä, että Ka2 on niin pieni, H+:n tasapainokonsentraatio pintavedessä on Ka1:n määräämä. Tämän avulla voimme laskea pintaveden pH:n, kun siinä ei ole lisähappoa tai -emästä.
Jollei happoa tai emästä ole lisätty, = = = 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
TakaisinKompassiIndexTaulukotEsittelySeuraava