Діоксид вуглецю в карбонатній системі

Без сумніву, що спів₂ існує у кожній природній воді у більшій або менш концентрації. Вуглекислий газ має дуже хорошу розчинність, яка обмежена метаболізмом з атмосферою. Розподілений Co₂йде в вуглецю кислоту (h₂Співпраця₃) у незначній кількості (приблизно 0,1-0,2%).

Співпраця₂+ Ч₂O => Ч₂Співпраця₃.

Навіть якщо цей процес слабко експресується, утворення кислоти неминуче призводить до зниження рН. Вода, збагачена вугільною кислотою, може досягти значень рН приблизно 5, а іноді є нижче. При розчиненому двоокису вуглецю у воді, провідність збільшується. Це пов`язано з формуванням іонів:

Ч₂Співпраця₃+ Ч₂O => Ч₃О⁺ + HCO₃^-,

З`являються іон гідроксонію та вуглеводних іонів. Міпарбонатний іон входить у сполуки з лужними земляними металами, з яких CA (HCO₃)₂ (сілля з кислотою) і існує у воді, повністю дисоційованій, t.Е. У вигляді катіонів і аніонів.

Співвідношення вуглекислого газу та аніони вуглевої кислоти у воді залежно від рН (криві для моря та прісної води)

Бікарбонат кальцію добре розчиняється у воді. Саме ця сполука утворює тимчасову жорсткість. Лікарбонат містить хімічно з`єднаний CO2, який називається відповідно до цієї "підключеної вугільної кислоти". Кількість бікарбонату кальцію у водному розчині не змінюється, якщо є додатковий СО₂, або рівноважний co₂, Вільний вуглекислий газ.

Якщо однакова кількість безкоштовного СО₂, Як CA (HCO₃)₂ Доступно, то вода знаходиться в так званій рівновазі кальцію - вугільна кислота. Вода часто зустрічається, в якій розчиняється більше вільного СО₂, Що потрібно для підтримки балансу "кальцію - вуглекисла". Розчин у цьому випадку називається "вільною перенасиченою кислотою". Ця вугільна кислота хімічно активна, але реакція вимагає відповідних сполук.

Таким чином, наприклад, вапняк розчиняється (Caco₃), в результаті чого вміст бікарбонату кальцію знову збільшується, і вода прагне до рівноваги кальцію - вуглекисла кислота. Вільна надлишок вуглекислоти розчиняє пасивні шари в трубопроводах з металів, також руйнує трубопровідні трубопроводи, внаслідок чого, з одного боку, водяні комунікації пошкоджені, з іншого боку, вода може бути збагачена токсичними металами. Якщо вода не сильно концентрується з вільним діоксидом вуглецю, карбонат кальцію (CACO₃). Відомо нам як вапняк, який практично не розчинний у воді.

Трансформації між бікарбонатом та карбонатом кальцію виражаються наступним рівнянням:

Співпраця₂ недолік (стрілка праворуч)

CA (HCO₃)₂ <=> Како₃+ Співпраця₂+ Ч₂О

Співпраця₂ надлишок (Стрілка лівої)

Це чітко показує, що перехід від одного типу спілкування до іншого завжди супроводжується змінами рН, якщо з відсутністю СО₂ Вапняк випадає, то значення рН має збільшуватися. І навпаки, із надлишком₂ Значення рН зменшується. Різні типи з`єднань СО₂, Ми зустрілися тут, такі:

вуглекислий газ = co₂;

вугільна кислота = H₂Співпраця₃;

Вуглеводні = HCO₃^-, частіше, як CA (HCO₃)₂ а також називається бікарбонат;

Карбонат = co₃^2-, Найчастіше у вигляді CACO₃

Ці форми частково можуть існувати спільно у воді. Значення рН залежить від того, який він переважає. У м`якій кислої води з рН 6, близько 80% вуглекислого газу буде присутній у вигляді СО₂ або у вигляді вуглецевої кислоти і лише близько 20% у вигляді гідрокарбонату.

При рН 7 співвідношення стає іншим - HCO переважає₃. При рН 8 - 9 HCO₃^- припадає понад 90%, а HCO₃ і карбонати, наприклад, Caco₃Злегка. У морській воді спостерігаються абсолютно різні закономірності. Кордон між двоокисом вуглецю та бікарбонату лише трохи змішується зліва, але між бікарбонатом та карбонатом відзначається набагато сильніша зміна. Це призводить до того, що в оптимальних акваріумах з морською водою рН-регіон (pH 8-8,5) практично не існує вільної вуглекислоти, але є велика кількість карбонатів.

Це особливо важливо для морських живих істот. Кальціотичні організми, переважно корал, знаходять оптимальні умови в морі (достатня кількість вапна). Зокрема, поверхнева вода, змішана з атмосферою, затримується карбонатом кальцію, а більша, ніж велика температура води. Чим холодніша вода, тим більше вона може поглинати СО₂. Тому діагноз холодного моря утворює оболонки кремнієвої кислоти. Розчинність співпраці₂ Він також збільшується зі збільшенням глибини, внаслідок цього кількість карбонатів зменшується у воді, тому коралові рифи настільки популярні для акваріумів лише у теплих поверхневих водах тропіків.

Підчепив в соц. мережах::

Схожі