Dwutlenek węgla jako kwas
Prawo Henry’ego: Constant Concentration in Water
Pamiętaj, że Prawo Henry’ego określa stężenie rozpuszczonego dwutlenku węgla w roztworze wodnym wystawionym na działanie atmosfery. Obecne, średnie stężenie CO2 wynosi 387 ppm, więc stężenie dwutlenku węgla we wszystkich wodach powierzchniowych wynosi:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Inne równowagi, w których bierze udział rozpuszczony dwutlenek węgla NIE wpływają na stężenie CO2 w wodach powierzchniowych. Jeśli część dwutlenku węgla zostanie zużyta, więcej przechodzi do roztworu.
Istnieje równowaga między wodą a rozpuszczonym CO2, który tworzy kwas węglowy.
Kwas węglowy, podobnie jak kwas siarkowy, jest kwasem diprotonowym. Ma dwa protony kwasowe, które może stracić w dwóch oddzielnych etapach.
Pierwsza dysocjacja i HCO3-
Ponieważ rozpuszczony dwutlenek węgla jest w równowadze z kwasem węglowym, a kwas węglowy jest w równowadze z wodorowęglanem i protonem w wodzie, wygodnie jest uznać CO2(aq) za kwas.
Wiesz, że pH to -log, pOH to -log, a pKw to -log(Kw). Ten sam system stosujemy dla stałych równowagowych. W tabelach, wartości pKa są wymienione. Są to wartości -log(Ka). Dla stałej dysocjacji pierwszego kwasu CO2(aq), Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Dysocjacja drugiego i CO32-
Dwuwęglan jest bardzo słabym kwasem o Ka2 równym 5,0 x 10-11 i pKa2 równym 10,3.
Możemy to połączyć z równaniem dla pierwszej dysocjacji, aby znaleźć stężenie anionu węglanowego w wodzie, która jest w równowadze z powietrzem.
pH wody powierzchniowej
Ponieważ Ka2 jest tak małe, stężenie równowagowe H+ w wodzie powierzchniowej jest zdominowane przez Ka1. Możemy to wykorzystać do obliczenia pH wody powierzchniowej, gdy nie ma dodatkowego kwasu lub zasady.
Bez dodanego kwasu lub zasady, = = 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
BackCompassIndexTablesIntroductionNext
.