Quando o dióxido de carbono se dissolve, ele pode reagir com a água para formar o ácido carbônico, H2CO3. O H2CO3 pode dissociar e liberar um ou dois íons hidrogênio para formar um íon bicarbonato (HCO3-) ou um íon carbonato (CO3 com carga -2). Se houver cálcio dissolvido, ele reage para formar carbonato de cálcio insolúvel (CaCO3) ou bicarbonato de cálcio solúvel (Ca (HCO3-) 2). Se você estiver testando amostras de água para verificar a saúde ambiental e /ou a qualidade da água, pode ser necessário calcular a concentração de bicarbonato. Para calcular a concentração de bicarbonato, primeiro você precisa encontrar a alcalinidade total da sua amostra. Testar a alcalinidade total está além do escopo deste artigo; se você precisar saber como fazê-lo, o link em "Recursos" fornece instruções completas.
Converta de alcalinidade total em molaridade. A alcalinidade total é geralmente uma medida de miligramas por litro de carbonato de cálcio; divida por 100.000 (aproximadamente) gramas por mole para encontrar moles por litro ou molaridade. Molaridade é a concentração de uma substância em uma solução.
Substitua a equação da concentração de carbonato em função da concentração de bicarbonato e do pH da equação para a alcalinidade total. A expressão para alcalinidade total é 2 x alcalinidade total \u003d [HCO3-] + 2 [CO3-2] + [OH-]. (Observe que, na química, os colchetes ao redor de uma espécie se referem à sua concentração, então [HCO3-] é a concentração de bicarbonato). A equação para a concentração de carbonato é [CO3-2] \u003d K2 [HCO3-] /[H +], onde K2 é a segunda constante de dissociação do ácido carbônico. Substituindo esta expressão, obteremos 2 x alcalinidade total \u003d [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]) + [OH-].
Reorganize esta equação para resolver [HCO3- ] Como pH \u003d -log [H +], [H +] \u003d 10 para o pH negativo. Podemos usar essas informações e algumas álgebra para reescrever a equação como [HCO3-] \u003d (2 x alcalinidade total) - (10 ao (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 ao pH).
Conecte o valor de moles por litro de carbonato de cálcio encontrado anteriormente na equação para encontrar a concentração de bicarbonato.
Avisos
A fórmula será funcionará apenas se os compostos de cálcio e carbonato constituírem a maior parte da contribuição para a alcalinidade total. Se você suspeitar que outros compostos como amônia estejam presentes, será necessária uma fórmula mais complexa; consulte o primeiro link em "Referências" para obter detalhes.
