Quando il biossido di carbonio si dissolve, può reagire con l'acqua formando acido carbonico, H2CO3. L'H2CO3 può dissociarsi e rilasciare uno o due ioni di idrogeno per formare uno ione bicarbonato (HCO3-) o uno ione carbonato (CO3 con carica -2). Se il calcio disciolto è presente, reagisce formando carbonato di calcio insolubile (CaCO3) o bicarbonato di calcio solubile (Ca (HCO3-) 2). Se si stanno testando campioni di acqua per la salute ambientale e /o la qualità dell'acqua, potrebbe essere necessario calcolare la concentrazione di bicarbonato. Per calcolare la concentrazione di bicarbonato, devi prima trovare l'alcalinità totale per il tuo campione. La verifica dell'alcalinità totale esula dallo scopo di questo articolo; se hai bisogno di sapere come farlo, il link sotto "Risorse" fornisce istruzioni complete.
Converti da alcalinità totale a molarità. L'alcalinità totale è di solito una misura di milligrammi per litro di carbonato di calcio; dividere per 100.000 (circa) grammi per mole per trovare moli per litro o molarità. La molitoria è la concentrazione di una sostanza in una soluzione.
Sostituire l'equazione per la concentrazione di carbonato in funzione della concentrazione di bicarbonato e del pH per l'equazione per l'alcalinità totale. L'espressione per l'alcalinità totale è 2 x alcalinità totale = [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Si noti che in chimica, le parentesi intorno a una specie si riferiscono alla sua concentrazione, quindi [HCO3-] è la concentrazione di bicarbonato). L'equazione per la concentrazione di carbonato è [CO3 -2] = K2 [HCO3-] /[H +], dove K2 è la seconda costante di dissociazione per l'acido carbonico. Sostituendo questa espressione ci darai 2 x alcalinità totale = [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]) + [OH-].
Riorganizza questa equazione per risolvere [HCO3- ]. Poiché pH = -log [H +], [H +] = 10 al pH negativo. Possiamo usare queste informazioni e qualche algebra per riscrivere l'equazione come [HCO3-] = (2 x alcalinità totale) - (10 al (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 al pH).
Inserisci il valore per moli per litro di carbonato di calcio che hai trovato in precedenza nell'equazione per trovare la concentrazione di bicarbonato.
Avvertenza
La formula funzionerà solo se composti di calcio e carbonati compongono la maggior parte del contributo alla totale alcalinità. Se si sospetta la presenza di altri composti come l'ammoniaca, sarà necessaria una formula più complessa; vedi il primo link sotto "Riferimenti" per i dettagli.
