Lorsque le dioxyde de carbone se dissout, il peut réagir avec l'eau pour former de l'acide carbonique, H2CO3. H2CO3 peut se dissocier et dégager un ou deux ions hydrogène pour former soit un ion bicarbonate (HCO3-) soit un ion carbonate (CO3 w /-2 charge). Si du calcium dissous est présent, il réagit pour former du carbonate de calcium insoluble (CaCO3) ou du bicarbonate de calcium soluble (Ca (HCO3-) 2). Si vous testez des échantillons d'eau pour la santé environnementale et /ou la qualité de l'eau, vous devrez peut-être calculer la concentration de bicarbonate. Pour calculer la concentration de bicarbonate, vous devez d'abord trouver l'alcalinité totale de votre échantillon. Le test de l'alcalinité totale dépasse le cadre de cet article; si vous avez besoin de savoir comment le faire, le lien sous "Ressources" fournit des instructions complètes.
Convertissez de l'alcalinité totale en molarité. L'alcalinité totale est généralement une mesure de milligrammes par litre de carbonate de calcium; divisez par 100 000 (environ) grammes par mole pour trouver des moles par litre ou molarité. La molarité est la concentration d'une substance dans une solution.
Remplacez l'équation de la concentration en carbonate en fonction de la concentration en bicarbonate et du pH par l'équation de l'alcalinité totale. L'expression de l'alcalinité totale est 2 x alcalinité totale \u003d [HCO3-] + 2 [CO3 -2] + [OH-]. (Notez qu'en chimie, les crochets autour d'une espèce se réfèrent à sa concentration, donc [HCO3-] est la concentration de bicarbonate). L'équation de la concentration en carbonate est [CO3 -2] \u003d K2 [HCO3-] /[H +], où K2 est la deuxième constante de dissociation pour l'acide carbonique. La substitution de cette expression nous donnera 2 x alcalinité totale \u003d [HCO3-] + 2 x (K2 [HCO3-] /[H +]) + [OH-].
Réorganisez cette équation pour résoudre [HCO3- ]. Puisque pH \u003d -log [H +], [H +] \u003d 10 jusqu'au pH négatif. Nous pouvons utiliser ces informations et une algèbre pour réécrire l'équation comme [HCO3-] \u003d (2 x alcalinité totale) - (10 à (-14 + pH)) /(1 + 2K2 x 10 à pH).
Branchez la valeur des moles par litre de carbonate de calcium que vous avez trouvé précédemment dans l'équation pour trouver la concentration en bicarbonate.
Avertissements
La formule sera ne fonctionne que si les composés de calcium et de carbonate constituent l'essentiel de la contribution à l'alcalinité totale. Si vous soupçonnez la présence d'autres composés comme l'ammoniac, une formule plus complexe sera nécessaire; voir le premier lien sous "Références" pour plus de détails.
