Πώς μεταβάλλει το διοξείδιο του άνθρακα την κατάσταση οξέος-βάσης ενός διαλύματος όταν υπάρχει σε περίσσεια;
CO2 και ο σχηματισμός καρβονικού οξέος
* Διαλυτότητα: Το CO2 είναι ελαφρώς διαλυτό στο νερό. Όταν διαλύεται, αντιδρά με μόρια νερού για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ (H2CO3).
* αντίδραση: CO2 (g) + H2O (L) ⇌ H2CO3 (aq)
* Ισορροπία: Αυτή η αντίδραση είναι αναστρέψιμη, που σημαίνει ότι μπορεί να προχωρήσει και στις δύο κατευθύνσεις. Η ισορροπία ευνοεί τον σχηματισμό ανθρακικού οξέος, αλλά η ποσότητα που σχηματίζεται είναι περιορισμένη.
καρβονικό οξύ και οξύτητα
* Διάσπαση: Το ανθρακικό οξύ είναι ένα αδύναμο οξύ. Διαχωρίζεται εν μέρει σε νερό, απελευθερώνοντας ιόντα υδρογόνου (Η+) και διττανθρακικού ιόντων (HCO3-):
* H2CO3 (aq) ⇌ H + (aq) + HCO3- (aq)
* Αυξημένη οξύτητα: Η απελευθέρωση ιόντων υδρογόνου (Η+) στο διάλυμα αυξάνει την οξύτησή του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι λύσεις με υπερβολική CO2 γίνονται πιο όξινες.
Αντίκτυπος της περίσσειας CO2
* Μετατόπιση της ισορροπίας: Όταν το CO2 υπάρχει σε περίσσεια, η ισορροπία της αντίδρασης ευνοεί τον σχηματισμό περισσότερο ανθρακικού οξέος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων Η+, καθιστώντας τη λύση ακόμα πιο όξινο.
* Αλλαγές pH: Καθώς το διάλυμα γίνεται πιο όξινο, το ρΗ του μειώνεται. Η κλίμακα pH μετρά την οξύτητα, με χαμηλότερες τιμές που υποδηλώνουν μεγαλύτερη οξύτητα.
Παραδείγματα:
* Οξίνιση των ωκεανών: Η υπερβολική CO2 στην ατμόσφαιρα διαλύεται στον ωκεανό, αυξάνοντας την οξύτητα του θαλασσινού νερού. Αυτό αποτελεί απειλή για τη θαλάσσια ζωή.
* σόδα pop: Το Fizz σε σόδα προέρχεται από διαλυμένο CO2. Το σχηματισμένο ανθρακικό οξύ κάνει σόδα όξινο.
Συνοπτικά: Η περίσσεια CO2 σε ένα διάλυμα αυξάνει την οξύτητα σχηματίζοντας ανθρακικό οξύ, το οποίο στη συνέχεια διαχωρίζεται εν μέρει για την απελευθέρωση ιόντων υδρογόνου. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε χαμηλότερη τιμή ρΗ, υποδεικνύοντας ένα πιο όξινο διάλυμα.
