A szén-dioxid mint sav
Henry törvénye: Állandó koncentráció a vízben
Ne feledjük, hogy Henry törvénye meghatározza az oldott szén-dioxid koncentrációját a légkörnek kitett vizes oldatban. A CO2 jelenlegi, átlagos koncentrációja 387 ppm, így a szén-dioxid koncentrációja az összes felszíni vízben:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Az oldott szén-dioxidot érintő egyéb egyensúlyok NEM befolyásolják a CO2 koncentrációját a felszíni vízben. Ha a szén-dioxid egy része elhasználódik, több kerül az oldatba.
Víz és oldott CO2 között van egy olyan egyensúly, amely szénsavat képez.
A szénsav, akárcsak a kénsav, diprotikus sav. Két savprotonja van, amelyeket két külön lépésben veszíthet el.
Első disszociáció és HCO3-
Mivel az oldott szén-dioxid egyensúlyban van a szénsavval, a szénsav pedig egyensúlyban van a vízben lévő bikarbonáttal és egy protonnal, célszerű a CO2(aq)-t savnak tekinteni.
Tudjuk, hogy a pH -log, a pOH -log, a pKw pedig -log(Kw). Ugyanezt a rendszert használjuk az egyensúlyi állandókra is. A táblázatokban a pKa értékek szerepelnek. Ezek -log(Ka) értékek. A CO2(aq) első sav disszociációs állandója esetében Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Második disszociációs és CO32-
A bikarbonát nagyon gyenge sav, Ka2 értéke 5,0 x 10-11, pKa2 értéke 10,3.
Ezt kombinálhatjuk az első disszociáció egyenletével, hogy megtaláljuk a karbonát-anion koncentrációját a vízben, amely a levegővel egyensúlyban van.
A felszíni víz pH-ja
Mivel a Ka2 olyan kicsi, a H+ egyensúlyi koncentrációját a felszíni vízben a Ka1 dominálja. Ennek segítségével kiszámíthatjuk a felszíni víz pH-ját, ha nincs jelen további sav vagy bázis.
Megadott sav vagy bázis nélkül = = 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
BackCompassIndexTáblázatokBevezetésKövetkező