Anidride carbonica come acido
Legge di Henry: Concentrazione costante in acqua
Ricorda che la legge di Henry determina la concentrazione di anidride carbonica dissolta in una soluzione acquosa esposta all’atmosfera. L’attuale concentrazione media di CO2 è 387 ppm, quindi la concentrazione di anidride carbonica in tutte le acque di superficie è:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Altri equilibri che coinvolgono l’anidride carbonica dissolta NON influenzano la concentrazione di CO2 nelle acque di superficie. Se un po’ di anidride carbonica è consumata, altra va in soluzione.
C’è un equilibrio tra l’acqua e la CO2 dissolta che forma l’acido carbonico.
L’acido carbonico, come l’acido solforico, è un acido diprotico. Ha due protoni acidi che può perdere in due fasi separate.
Prima dissociazione e HCO3-
Perché l’anidride carbonica dissolta è in equilibrio con l’acido carbonico e l’acido carbonico è in equilibrio con il bicarbonato e un protone in acqua, è conveniente considerare CO2(aq) come l’acido.
Sai che il pH è -log, pOH è -log, e pKw è -log(Kw). Usiamo lo stesso sistema per le costanti di equilibrio. Nelle tabelle, i valori di pKa sono elencati. Questi sono -log(Ka). Per la prima costante di dissociazione dell’acido CO2(aq), Ka1 = -log(4.25 x 10-7) = 6.37.
Seconda dissociazione e CO32-
Il bicarbonato è un acido molto debole con un Ka2 di 5.0 x 10-11 e un pKa2 di 10.3.
Possiamo combinare questo con l’equazione per la prima dissociazione per trovare la concentrazione dell’anione carbonato in acqua che è in equilibrio con l’aria.
pH dell’acqua superficiale
Perché Ka2 è così piccolo, la concentrazione di equilibrio di H+ nell’acqua superficiale è dominata da Ka1. Possiamo usare questo per calcolare il pH dell’acqua superficiale quando non sono presenti acido o base aggiuntivi.
Senza aggiunta di acido o base, = = 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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