69. Не нашли этот вопрос

70. Углекислота и ее формы.

При химическом анализе различают углекислоту: 1) общую; 2) гидрокарбонатную; 3) карбонатную; 4) свободную; 5) равновесную и 6) агрессивную.

Диоксид углерода, растворяясь в воде, частично вступает с ней во взаимодействие с образованием угольной кислоты. Суммарная концентрация диоксида углерода и угольной кислоты в воде - это концентрация свободной угольной кислоты. Около 1% растворенного диоксида углерода образует уголь­ную кислоту, расчет содержания свободной угольной кислоты ве­дется на диоксид углерода СО_2-своб. Концентрация свободной угольной кислоты в поверхностных водах определяется парциаль­ным давлением диоксида углерода в атмосфере. Другой формой содержания угольной кислоты в воде являются гидрокарбонаты, образующиеся при диссоциации угольной кисло­ты по 1-й ступени: Н₂С0₃=Н⁺+НСО₃.Гидрокарбонаты — наиболее распространенная форма содержа­ния угольной кислоты в природных водах при средних значениях рН. При диссоциации угольной кислоты по 2-й ступени образуются карбонат-ионы: НСО₃=Н⁺+ СОз^2-.Содержание различных форм угольной кислоты в воде рас­считывают, исходя из констант диссоциации ее по 1-й и 2-й ступе­ням и произведения растворимости карбоната кальция. (1и2ступени).В природных водах устанавливается динамическое равновесие между различными формами угольной кислоты:Н₂0+С0₂=Н₂С0₃=Н⁺+НСО₃^-=2Н⁺+ CO₃^2- Одновременно все формы угольной кислоты в воде присутствовать не могут. Основное равновесие: Н₂0 + С0₂= H₂C0₃= Н⁺ + НСО₃^-

Система обладает буферными свойствами и обеспечивает постоянство рН природных вод. При низких значениях рН (рН<4,2) в во­де практически присутствует только свободная угольная кислота. При повышении рН (в интервале от 4,2 до 8,3) в воде находятся в равновесии свободная угольная кислота и гидрокарбонаты. Со­держание гидрокарбонат-ионов с повышением рН возрастает, а концентрация свободной угольной кислоты уменьшается. При рН 8,3—8,4 в воде находятся практически только гидрокарбонаты. При рН>8,4 в воде появляются карбонат-ионы, ко­торые находятся в равновесии с гидрокарбонатами. Если рН>12, то карбонат-ионы ста­новятся преобладающей фор­мой. Угольная кислота в форме карбонат-ионов называется связан­ной. В воде, содержащей С0_2своб и гидрокарбонаты, количество связан­ной угольной кислоты равно содержанию полусвязанной. Если в воде одновременно присутствуют свободная угольная кислота и гидро­карбонаты, то в состоянии равновесия определенному содержанию гидрокарбонат-ионов соответствует вполне определенное количест­во свободной угольной кислоты, которую называют равновесной угольной кислотой. Избыток свободной угольной кислоты над рав­новесной, растворяющий карбонат кальция, называется агрессив­ной угольной кислотой. Когда содержание в воде свободной угольной кислоты меньше равновесного с гидрокарбонатами: Са²+ + 2НСО₃^- >С0₂ + СаС0₃ + Н₂0, то равновесие смещается вправо, гидрокарбонат-ионы раз­рушаются с образованием свободной угольной кислоты и карбонат- ионов.