Koolstofdioxide als zuur
Henry’s Law: Constante concentratie in water
Denk eraan dat de Wet van Henry de concentratie bepaalt van opgelost kooldioxide in een waterige oplossing die is blootgesteld aan de atmosfeer. De huidige, gemiddelde concentratie van CO2 is 387 ppm, dus de concentratie van koolstofdioxide in al het oppervlaktewater is:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Andere evenwichten waarbij opgelost koolstofdioxide betrokken is, hebben GEEN invloed op de concentratie van CO2 in oppervlaktewater. Als er wat kooldioxide wordt verbruikt, komt er meer in oplossing.
Er is een evenwicht tussen water en opgelost CO2 waarbij koolzuur wordt gevormd.
Koolzuur is, net als zwavelzuur, een diprotisch zuur. Het heeft twee zure protonen die het in twee afzonderlijke stappen kan verliezen.
Eerste dissociatie en HCO3-
Omdat het opgeloste kooldioxide in evenwicht is met koolzuur en koolzuur in evenwicht is met bicarbonaat en een proton in water, is het handig om CO2(aq) als het zuur te beschouwen.
Je weet dat pH -log is, pOH is -log, en pKw is -log(Kw). Hetzelfde systeem gebruiken we voor evenwichtsconstanten. In tabellen worden pKa waarden vermeld. Deze zijn -log(Ka). Voor de eerste zure dissociatieconstante van CO2(aq) is Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Tweede dissociatie en CO32-
Bicarbonaat is een zeer zwak zuur met een Ka2 van 5,0 x 10-11 en een pKa2 van 10,3.
We kunnen dit combineren met de vergelijking voor de eerste dissociatie om de concentratie van carbonaatanion in water te vinden die in evenwicht is met lucht.
pH van oppervlaktewater
Omdat Ka2 zo klein is, wordt de evenwichtsconcentratie van H+ in oppervlaktewater gedomineerd door Ka1. We kunnen dit gebruiken om de pH van oppervlaktewater te berekenen wanneer er geen extra zuur of base aanwezig is.
Zonder toegevoegd zuur of 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
TerugCompassIndexTablesIntroductionNext