Quando l'anidride carbonica si dissolve, può reagire con l'acqua per formare acido carbonico, H2CO3. L'H2CO3 può dissociarsi e dare via uno o due ioni idrogeno per formare uno ione bicarbonato (HCO3-) o uno ione carbonato (CO3 con carica -2). Se è presente calcio disciolto, reagisce formando carbonato di calcio insolubile (CaCO3) o bicarbonato di calcio solubile (Ca (HCO3-) 2). Se si stanno testando campioni d'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. Testare l'alcalinità totale va oltre lo scopo di questo articolo; se devi 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 polarità è la concentrazione di una sostanza in una soluzione.
Sostituisci l'equazione per la concentrazione di carbonato in funzione della concentrazione di bicarbonato e pH per l'equazione per l'alcalinità totale. L'espressione per l'alcalinità totale è 2 x alcalinità totale \u003d [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Si noti che in chimica, le parentesi attorno 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] \u003d K2 [HCO3-] /[H +], dove K2 è la seconda costante di dissociazione per l'acido carbonico. Sostituire questa espressione ci darà 2 x alcalinità totale \u003d [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]) + [OH-].
Riorganizza questa equazione per risolvere per [HCO3- ]. Poiché pH \u003d -log [H +], [H +] \u003d 10 al pH negativo. Possiamo usare queste informazioni e qualche algebra per riscrivere l'equazione come [HCO3-] \u003d (2 x alcalinità totale) - (10 a (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 a 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.
Avvertenze
La formula sarà funziona solo se i composti del calcio e del carbonato rappresentano la maggior parte del contributo alla alcalinità totale. Se sospetti che siano presenti altri composti come l'ammoniaca, sarà necessaria una formula più complessa; vedi il primo link sotto "Riferimenti" per i dettagli.
