Cuando el dióxido de carbono se disuelve, puede reaccionar con agua para formar ácido carbónico, H2CO3. El H2CO3 puede disociarse y liberar uno o dos iones de hidrógeno para formar un ion de bicarbonato (HCO3-) o un ion de carbonato (CO3 con carga de -2). Si el calcio disuelto está presente, reacciona para formar carbonato de calcio insoluble (CaCO3) o bicarbonato de calcio soluble (Ca (HCO3-) 2). Si está analizando muestras de agua para determinar la salud ambiental y /o la calidad del agua, es posible que deba calcular la concentración de bicarbonato. Para calcular la concentración de bicarbonato, primero deberá encontrar la alcalinidad total para su muestra. Probar la alcalinidad total está más allá del alcance de este artículo; si necesita saber cómo hacerlo, el enlace en "Recursos" proporciona instrucciones completas.
Convierta de la alcalinidad total a la molaridad. La alcalinidad total es generalmente una medida de miligramos por litro de carbonato de calcio; dividir por 100,000 (aproximadamente) gramos por mol para encontrar moles por litro o molaridad. La molaridad es la concentración de una sustancia en una solución.
Sustituya la ecuación por la concentración de carbonato en función de la concentración de bicarbonato y el pH para la ecuación de alcalinidad total. La expresión para la alcalinidad total es 2 x alcalinidad total = [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Tenga en cuenta que en química, los corchetes alrededor de una especie se refieren a su concentración, entonces [HCO3-] es la concentración de bicarbonato). La ecuación para la concentración de carbonato es [CO3 -2] = K2 [HCO3-] /[H +], donde K2 es la segunda constante de disociación del ácido carbónico. Sustituir esta expresión nos dará 2 x alcalinidad total = [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]] + [OH-].
Reorganizar esta ecuación para resolver [HCO3- ] Desde pH = -log [H +], [H +] = 10 hasta el pH negativo. Podemos usar esta información y algo de álgebra para reescribir la ecuación como [HCO3-] = (2 x alcalinidad total) - (10 a (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 para el pH).
Conecta el valor de moles por litro de carbonato de calcio que encontraste previamente en la ecuación para encontrar la concentración de bicarbonato.
Advertencia
La fórmula funcionará solo si el calcio y los compuestos de carbonato forman parte la mayor parte de la contribución a la alcalinidad total. Si sospecha que otros compuestos como el amoniaco están presentes, se requerirá una fórmula más compleja; ver el primer enlace bajo "Referencias" para más detalles.
