Considere um corpo dágua natural à
e 1 atm de pressão. Supondo esse ambiente um reservatório fechado com uma alcalinidade total de
, determine a contribuição das espécies químicas nesse valor de alcalinidade em um meio com:
Passo 1
Então, o enunciado pede o seguinte: temos um reservatório de água a 25 °C e 1 atm, com alcalinidade total de
mol L⁻¹ e pH = 6,0. Queremos saber quanto cada espécie (bicarbonato, carbonato, hidróxido e próton) “pesa” nessa alcalinidade.
Conteúdo: equilíbrio ácido-base da carbonatação (pKa₁, pKa₂), conceito de alcalinidade ( ) e produto iônico da água (
).
Conteúdo: equilíbrio ácido-base da carbonatação (pKa₁, pKa₂), conceito de alcalinidade (
Passo 2
Definindo a alcalinidade:
Já sabemos
M,
M (pH=6) e
M.
Passo 3
Agora precisamos da distribuição dos íons carbono em função do pH. Usamos as frações:
Com
e
, e
, fica:
denominador
Logo
e
denominador
Logo
Passo 4
Chamando de
a concentração total de carbono inorgânico (
), usamos a fórmula da alcalinidade para achar
:
Isolando
:
Passo 5
Agora as concentrações:
As contribuições para alcalinidade vêm de:
– bicarbonato: ,
– carbonato: ,
– hidróxido: ,
– próton: .
– bicarbonato:
– carbonato:
– hidróxido:
– próton:
Resposta
Bicarbonato:
mol L⁻¹
Carbonato: mol L⁻¹
Hidróxido: mol L⁻¹
Próton: mol L⁻¹
Carbonato:
Hidróxido:
Próton: