Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Sådan beregnes bicarbonatkoncentrationen

Når kuldioxid opløses, kan den reagere med vand for at danne kulsyre, H2CO3. H2CO3 kan dissociere og give væk en eller to hydrogenioner for at danne enten en bicarbonation (HCO3-) eller en carbonation (CO3 w /-2-ladning). Hvis opløst calcium er til stede, reagerer det for at danne uopløseligt calciumcarbonat (CaCO3) eller opløseligt calciumbicarbonat (Ca (HCO3-) 2). Hvis du tester vandprøver for miljømæssig sundhed og /eller vandkvalitet, kan du muligvis beregne bicarbonatkoncentration. For at beregne bicarbonatkoncentrationen skal du først finde total alkalinitet for din prøve. Testning af total alkalinitet er uden for denne artikels anvendelsesområde; hvis du har brug for at vide hvordan man gør det, giver linket under "Ressourcer" fuldstændige instruktioner.

Konverter fra total alkalinitet til molaritet. Total alkalinitet er som regel et mål på milligram pr. Liter calciumcarbonat; opdele med 100.000 (ca.) gram pr. mol for at finde mol pr. liter eller molaritet. Molaritet er koncentrationen af ​​et stof i en opløsning.

Erstatter ligningen for carbonatkoncentration som en funktion af bicarbonatkoncentration og pH for ligningen for total alkalinitet. Ekspressionen for total alkalinitet er 2 x total alkalinitet = [HCO3-] + 2 [CO3-2] + [OH-]. (Bemærk at i kemi henviser parenteserne omkring en art til dets koncentration, så [HCO3-] er koncentrationen af ​​bicarbonat). Ligningen for carbonatkoncentration er [CO3-2] = K2 [HCO3-] /[H +], hvor K2 er den anden dissociationskonstant for kulsyre. Ved at erstatte dette udtryk får vi 2 x total alkalinitet = [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]) + [OH-].

Omreguler denne ligning til at løse [HCO3- ]. Siden pH = -log [H +], [H +] = 10 til den negative pH. Vi kan bruge denne information og nogle algebra til at omskrive ligningen som [HCO3-] = (2 x total alkalinitet) - (10 til (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 til pH).

Tilslut værdien for mol pr. liter calciumcarbonat, som du tidligere fandt i ligningen for at finde bicarbonatkoncentration.

Advarsel

Formlen vil kun fungere, hvis calcium- og carbonatforbindelser udgør Størstedelen af ​​bidraget til total alkalinitet. Hvis du har mistanke om, at andre forbindelser som ammoniak er til stede, kræves en mere kompleks formel; se det første link under "Referencer" for detaljer.

Klik for at udvide hele teksten