Hvordan beregne bikarbonatkonsentrasjonen

Hvordan beregne bikarbonatkonsentrasjonen


Når karbondioksid oppløses, kan det reagere med vann for dannelse av karbonsyre, H2CO3. H2CO3 kan distansere og gi bort en eller to hydrogenioner for å danne enten en bikarbonat ion (HCO3-) eller et karbonat ion (CO3 w / -2 kostnad). Hvis oppløst kalsium er tilstede, reagerer det for å danne uløselig kalsiumkarbonat (CaCO3) eller løselig kalsium bikarbonat (Ca (HCO3-) 2). Hvis du tester vannprøver for miljørettet helsevern og / eller vannkvaliteten, må du kanskje regne bikarbonatkonsentrasjonen. For å beregne bikarbonatkonsentrasjonen, må du først finne total alkalitet for prøven. Testing total alkalitet er utenfor omfanget av denne artikkelen; hvis du trenger å vite hvordan du gjør dette, linken under "Ressurser" gir fullstendige instruksjoner.

Bruksanvisning

1 Konverter fra total alkalitet til molaritet. Total alkalitet er vanligvis et mål på milligram per liter av kalsiumkarbonat; dividere med 100.000 (ca.) gram per mol å finne føflekker per liter eller molaritet. Molaritet er konsentrasjonen av en substans i en løsning.

2 Substitute ligningen for karbonat-konsentrasjonen som en funksjon av bikarbonat konsentrasjon og pH-verdi for ligningen for total alkalitet. Uttrykket for total alkalitet er 2 x total alkalitet = [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Legg merke til at i kjemi, parentes rundt en art henvise til dens konsentrasjon, så [HCO3-] er konsentrasjonen av bikarbonat). Ligningen for karbonat-konsentrasjonen er [CO3 -2] = 2 [HCO3-] / [H +], hvor K2 er den andre dissosiasjonskonstanten for kullsyre. Erstatte dette uttrykket vil gi oss 2 x total alkalitet = [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] / [H +]) + [OH-].

3 Omorganisere denne ligningen for å løse for [HCO3-]. Siden pH = -log [H +] [H +] = 10 til den negative pH. Vi kan bruke denne informasjonen og litt algebra å skrive om ligningen som [HCO3-] = (2 x total alkalitet) - (10 til (-14 + pH)) / (1 + 2K2 x 10 til pH).

4 Plugg verdi for føflekker per liter kalsiumkarbonat du fant tidligere i ligningen for å finne bikarbonatkonsentrasjonen.

Hint

  • Formelen fungerer bare hvis kalsium og karbonat forbindelser utgjør hoveddelen av bidraget til total alkalitet. Hvis du mistenker andre forbindelser som ammoniakk er til stede, vil en mer komplisert formel være nødvendig; se den første linken under "Referanser" for detaljer.