Cómo calcular la concentración del bicarbonato

Escrito por john brennan | Traducido por laura guilleron
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Cómo calcular la concentración del bicarbonato
El CO2 disuelto reacciona con el agua para formar un ácido débil llamado ácido carbónico. (Clean water and water bubbles in blue image by Suto Norbert from Fotolia.com)

Cuando el dióxido de carbono se disuelve, puede reaccionar con el agua para formar ácido carbónico, H2CO3. El H2CO3 se puede separar y expulsar uno o dos iones de hidrógeno para formar un ion de bicarbonato (HCO3-) o un ion de carbonato (CO3 c/ -2 cargas). Si hay calcio disuelto, reacciona para formar carbonato de calcio insoluble (CaCO3) o bicarbonato de calcio soluble (Ca(HCO3-)2). Si estás probando muestras de agua para la salud ambiental y/o calidad del agua, quizás necesites calcular la concentración del bicarbonato. Para ello, primero necesitarás hallar la alcalinidad total para la muestra. Las pruebas de alcalinidad total van más allá del alcance de este artículo; si necesitas saber cómo hacerlo, el link debajo de los "Recursos" proporciona las instrucciones detalladamente.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Necesitarás

  • Alcalinidad total de la muestra
  • pH de la muestra
  • Un lápiz
  • Papel
  • Una calculadora
  • Segunda constante de disociación para el ácido carbónico, que es 5,6 x 10 al -11

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Instrucciones

  1. 1

    Convierte de alcalinidad total a molaridad. La alcalinidad total suele ser una medida de miligramos por litro de carbonato de calcio; divide entre 100.000 (aproximadamente) gramos por molar para encontrar los molares por litro o molaridad. La molaridad es la concentración de una sustancia en una solución.

  2. 2

    Sustituye la ecuación para la concentración de carbonato como una función de la concentración de bicarbonato y pH por la ecuación para la alcalinidad total. La expresión para la alcalinidad total es 2 x alcalinidad total = [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Observa que en química los corchetes que encierran una especie hacen referencia a su concentración, así que [HCO3-] es la concentración del bicarbonato). La ecuación para la concentración de carbonato es [CO3 -2] = K2 [HCO3-] / [H+], en la que K2 es la constante para la segunda disociación del ácido carbónico. Al reemplazar esta ecuación obtendremos 2 x alcalinidad total = [HCO3-] + 2 x ( K2 [HCO3-] / [H+] ) + [OH-].

  3. 3

    Reacomoda esta ecuación para resolver [HCO3-]. Debido a que pH = -log [H+], [H+] = 10 al pH negativo, podemos usar esta información y algo de álgebra para reescribir la ecuación como [HCO3-] = ( 2 x alcalinidad total) - ( 10 al (-14 + pH) ) / ( 1 + 2K2 x 10 al pH).

  4. 4

    Incluye dentro de la ecuación el valor de molares por litro de carbonato de calcio que hallaste previamente para determinar la concentración de bicarbonato.

Consejos y advertencias

  • La fórmula sólo funcionará si los componentes de calcio y carbonato constituyen la mayor parte de la contribución de alcalinidad total. Si sospechas que hay otros componentes presentes, como el amoníaco, se necesitará una fórmula más compleja, observa el primer link bajo las "Referencias" para obtener detalles.

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