|
 |
|
Pozdrav,
možete li mi reći u čemu će i zašto CO2 biti više topljiv- hladnoj vodi ili hladnoj limunadi? Hvala i lijep pozdrav!
|
|
Ime i prezime:
Luca Gazivoda
magcija@gmail.com
|
 |
 |
Zgodno pitanje za početak nove godine, unatoč tomu što je tematika možda prikladnija za ljeto, negoli za zimu.
Bilo bi dobro da je malo preciznije postavljeno tj. da je naglašeno da su voda i limunada pri istoj temperaturi te čega sve točno ima u vodi i limunadi. Ovako ću si morati prevesti pitanje kao: Otapa li se ugljikov više u čistoj vodi ili u kiselini iste temperature?
S tako postavljenim pitanjem možemo se usredotočiti na ono na što vjerojatno ciljaju autori pitanja, a to će biti reakcije koje se događaju s ugljikovim dioksidom jednom kad se nađe u vodi. Prva reakcija bit će sâmo otapanje:
CO2(g) ⇌ CO2(aq)
Ako je ugljikov dioksid prisutan pri atmosferskom tlaku, u litri čiste vode otopit će se 1,45 grama tog plina.
Mali dio otopljenog ugljikovog dioksida prevodi se u ugljičnu kiselinu:
CO2(aq) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) Kaq = 1,7 · 10−1 mol−1 dm3
Ugljična kiselina dalje disocira u dva stupnja:
H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3−(aq) Ka1 = 2,5 · 10−4 mol dm−3
HCO3−(aq) ⇌ H+(aq) + CO32−(aq) Ka2 = 4,7 · 10−11 mol dm−3
Sve u svemu, kad se ugljikov dioksid otopi u vodi, manji dio njegovih molekula prijeći će u ugljičnu kiselinu koja će se manjim dijelom dehidronirati u hidrogenkarbonatne anione, a još manjim u karbonatne.
Dodamo li u takvu otopinu kakve lužine, sve ravnotežne reakcije u kojima nastaju hidroni pomaknut će se prema produktima, dakle iz hidrogenkarbonatnih u karbonatne anione, a iz ugljične kiseline u hidrogenkarbonatne anione. Smanjenje koncentracije ugljične kiseline vodit će prema tomu da se dio solvatiranog ugljikovog dioksida prevede u ugljičnu kiselinu, a to će onda "osloboditi prostor" da se u vodi otopi više ugljikovog dioksida. Dodatak kiseline uzrokovat će obrnute procese, iz čega nije teško zaključiti kako će djelovati na topljivost ugljikovog dioksida u vodi.
Budući da sam gore napisao i sve relevantne brojke, osvrnuo bih se i na kvantitativnu stranu pitanja. Iz danih se podataka, naime, može izračunati koliki će biti pH zasićene vodene otopine ugljikovog dioksida te u kojoj će mjeri biti ioniziran u čistoj vodi. Za parcijalni tlak od jedne atmosfere pH zasićene vodene otopine iznosit će 3,93, pri čemu će biti ionizirano 0,36 % ugljikovog dioksida. pH limunada kreće se pak između 2 i 3. To znači da će se u limunadi ugljikov dioksid sasvim sigurno otapati manje negoli u vodi iste temperature, ali i da je razlika u topljivosti po svoj prilici neznatna, budući da ravnoteže koje utječu na razliku u topljivosti nemaju puno prostora za pomake u smjeru koji znači smanjenje topljivosti.
A budući da sam odgovor počeo s komentarom na račun preciznosti pitanja, osvrnuo bih se i na to. Riječ voda odnosi se, naime, i na kemijski spoj i na razne njegove smjese s kojima dnevno dolazimo u kontakt. Vodovodna voda sasvim sigurno nije čista tvar, a ono što je u njoj otopljeno sasvim sigurno utječe na topljivost ugljikovog dioksida. Lužnatije vode otopit će više ugljikovog dioksida od kiselijih, a isto vrijedi i za tvrđe vode. S druge strane, ako se pod limunadom misli na ono što dobijemo kad iscijedimo limun u vodu i taj sok zašećerimo, onda bi trebalo razmisliti i o drugim tvarima koje se tako nađu u vodi. Iako je otopina nedvojbeno bitno kiselija od vode u koju smo iscijedili limun, zamislivo mi je da će krute čestice adsorbirati nešto ugljikovog dioksida, kao da bi neke tvari mogle s njim reagirati.
Sve u svemu, rekao bih da se u kiselini otapa manje ugljikovog dioksida nego u čistoj vodi, dok za limunadu nisam posve siguran što bi se dogodilo.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
aproksimativac@gmail.com
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
