为什么二氧化碳分压和碳酸氢根的浓度有关系？

Question

如题所述

Answer 1

二氧化碳在水中能够分解成碳酸和碳酸氢根，碳酸氢根是一种可溶性盐离子。因此，二氧化碳分压和碳酸氢根的浓度关系可以通过碳酸平衡反应的计算来实现。

碳酸平衡反应方程式为：
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- ⇌ 2H+ + CO32-

该反应具有很大的平衡常数，因此可以在不同的条件下实现平衡状态。

我们可以利用上述反应来计算二氧化碳分压和碳酸氢根的浓度之间的关系。具体方法如下：

1. 根据反应方程式计算碳酸氢根离子（HCO3-）的浓度：
HCO3- = K1 * CO2 / H+

其中，K1表示第一个酸解离常数，其数值为4.45 * 10^-7。

2. 然后，我们可以根据二级离子反应里的反应方程式计算出碳酸物质（CO32-）的浓度：
CO32- = K2 * HCO3- / H+

其中，K2为第二个酸解离常数，其数值为4.69 * 10^-11。

3. 再利用反应方程计算出二氧化碳的分压：
pCO2 = K / CO2

其中，K为平衡常数，其数值为29.41。

这就是二氧化碳分压和碳酸氢根之间的换算公式。需要注意的是，不同的温度、压力和溶液pH值的改变都可能影响上述反应的平衡状态，从而影响计算结果。