Kémia

Az adott problémát a szénsav (H2CO3) disszociációjának a pH-ra gyakorolt hatásával kell megoldani. A szénsav disszociációs egyenletei a következők:

H2CO3 ⇌ HCO3- + H+
HCO3- ⇌ CO32- + H+

Az alábbi egyenletek alapján kifejezhetjük a hidrogénion-koncentrációt (pH) a szénsav disszociációs állandókkal (K1 és K2) és a hidrogénkarbonát (HCO3-) valamint a karbonát (CO32-) koncentrációkkal:

pH = pKa1 + log ([HCO3-] / [H2CO3])
pH = pKa2 + log ([CO32-] / [HCO3-])Ahol pKa1 és pKa2 az első és második szénsav savi állandók negatív logaritmusa (pKa1 = -log K1, pKa2 = -log K2), [HCO3-], [CO32-] és [H2CO3] pedig a hidrogénkarbonát, karbonát és szénsav koncentrációk.

Az adatok alapján az oldat pH-ja 10,3, tehát:

pH = 10,3

Az ismert savi állandók értékei pedig:

K1 = 4,30 * 10^-7
K2 = 5,60 * 10^-11

A fentebb említett egyenletek alapján felírhatjuk a következő egyenleteket:

10,3 = pKa1 + log ([HCO3-] / [H2CO3])
10,3 = pKa2 + log ([CO32-] / [HCO3-])Ezeket az egyenleteket egymásból ki lehet vonni, hogy megszülethessen a következő egyenlet:

pKa1 - pKa2 = log ([HCO3-] / [H2CO3]) + log ([CO32-] / [HCO3-])

Ezt az egyenletet tovább alakíthatjuk az alábbi módon:

pKa1 - pKa2 = log ([HCO3-] / [H2CO3] * [CO32-] / [HCO3-])
pKa1 - pKa2 = log ([CO32-] / [H2CO3])

Most pedig beírhatjuk az ismert értékeket a fenti egyenletbe:

pKa1 - pKa2 = log ([CO32-] / [H2CO3])
-6,38 = log ([CO32-] / [H2CO3])A logaritmus azonosságának felhasználásával átrendezhetjük az egyenletet az alábbi módon:

[CO32-] / [H2CO3] = 10^(-6,38)

Most pedig behelyettesíthetjük az ismert koncentrációértékeket, hogy kifejezzük a [H2CO3] kon

Remélem segítettem!