Dioxidul de carbon ca acid
Legea lui Henry: Concentrația constantă în apă
Amintiți-vă că legea lui Henry determină concentrația de dioxid de carbon dizolvat într-o soluție apoasă expusă la atmosferă. Concentrația medie actuală de CO2 este de 387 ppm, astfel încât concentrația de dioxid de carbon în toate apele de suprafață este:
- = P/KH = 3,87 x 10-4 atm/29,41 atm M-1 = 1,32 x 10-5 M
Alte echilibre care implică dioxidul de carbon dizolvat NU afectează concentrația de CO2 în apele de suprafață. Dacă o parte din dioxidul de carbon este consumat, mai mult intră în soluție.
Există un echilibru între apă și CO2 dizolvat care formează acid carbonic.
Acidul carbonic, ca și acidul sulfuric, este un acid diprotic. Are doi protoni acizi pe care îi poate pierde în două etape separate.
Prima disociere și HCO3-
Pentru că dioxidul de carbon dizolvat este în echilibru cu acidul carbonic și acidul carbonic este în echilibru cu bicarbonatul și un proton în apă, este convenabil să considerăm că CO2(aq) este acidul.
Știți că pH-ul este -log, pOH este -log, iar pKw este -log(Kw). Folosim același sistem pentru constantele de echilibru. În tabele, valorile pKa sunt enumerate. Acestea sunt -log(Ka). Pentru prima constantă de disociere a acidului CO2(aq), Ka1 = -log(4,25 x 10-7) = 6,37.
Secunda disociere și CO32-
Bicarbonatul este un acid foarte slab, cu un Ka2 de 5,0 x 10-11 și un pKa2 de 10,3.
Potem combina acest lucru cu ecuația pentru prima disociere pentru a găsi concentrația anionului carbonat în apă care se află în echilibru cu aerul.
PH al apei de suprafață
Pentru că Ka2 este atât de mic, concentrația de echilibru a H+ în apa de suprafață este dominată de Ka1. Putem folosi acest lucru pentru a calcula pH-ul apei de suprafață atunci când nu este prezent nici un acid sau bază suplimentară.
Fără adaos de acid sau bază, = = = 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
ÎnapoiCompasulIndexTabeleIntroducereÎn continuare
.