Kohlendioxid als Säure
Henrysches Gesetz: Konstante Konzentration in Wasser
Erinnern Sie sich, dass das Henry’sche Gesetz die Konzentration des gelösten Kohlendioxids in einer wässrigen Lösung bestimmt, die der Atmosphäre ausgesetzt ist. Die derzeitige durchschnittliche CO2-Konzentration beträgt 387 ppm, so dass die Konzentration von Kohlendioxid in allen Oberflächengewässern wie folgt ist:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Andere Gleichgewichte, die gelöstes Kohlendioxid einbeziehen, haben KEINEN Einfluss auf die CO2-Konzentration im Oberflächenwasser. Wenn etwas Kohlendioxid verbraucht wird, geht mehr in Lösung.
Es gibt ein Gleichgewicht zwischen Wasser und gelöstem CO2, das Kohlensäure bildet.
Kohlensäure ist, wie Schwefelsäure, eine diprotische Säure. Sie hat zwei Säureprotonen, die sie in zwei getrennten Schritten verlieren kann.
Erste Dissoziation und HCO3-
Da das gelöste Kohlendioxid im Gleichgewicht mit der Kohlensäure und die Kohlensäure im Gleichgewicht mit dem Bicarbonat und einem Proton im Wasser steht, ist es günstig, CO2(aq) als die Säure zu betrachten.
Sie wissen, dass der pH-Wert -log ist, pOH ist -log und pKw ist -log(Kw). Wir verwenden das gleiche System für Gleichgewichtskonstanten. In Tabellen sind die pKa-Werte aufgeführt. Diese sind -log(Ka). Für die erste Säuredissoziationskonstante von CO2(aq) ist Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Sekundendissoziation und CO32-
Bicarbonat ist eine sehr schwache Säure mit einem Ka2 von 5,0 x 10-11 und einem pKa2 von 10,3.
Wir können dies mit der Gleichung für die erste Dissoziation kombinieren, um die Konzentration des Carbonat-Anions in Wasser zu finden, das sich im Gleichgewicht mit Luft befindet.
pH von Oberflächenwasser
Da Ka2 so klein ist, wird die Gleichgewichtskonzentration von H+ in Oberflächenwasser von Ka1 dominiert. Damit können wir den pH-Wert des Oberflächenwassers berechnen, wenn keine zusätzliche Säure oder Base vorhanden ist.
Ohne zugesetzte Säure oder 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
ZurückKompassIndexTabellenEinführungNächste