analiticka hemija

Elektrolitička disocijacija natrijum-bikarbonata (koncentracije c = 0,1 M) se odvija u potpunosti:

NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃^-

Svi ostali procesi u rastvoru su ravnotežni, sa odgovarajućim vrednostima konstanti ravnoteža:

H₂CO₃ ⇔ H⁺ + HCO₃^-          Ka₁ = [H⁺][HCO₃^-]/[H₂CO₃] = 4,5*10^-7

HCO₃^- ⇔ H⁺ + CO₃^2-         Ka₂ = [H⁺][CO₃^2-]/[HCO₃^-] = 4,8*10^-11

H₂O ⇔ H⁺ + OH^-               Kw = [H⁺][OH^-] = 1,0*10^-14

Mg(OH)₂ ⇔ Mg²⁺ + 2 OH^-  Ksp = [Mg²⁺][OH^-]² = 1,5*10^-11 

Možemo postaviti sledeće jednačine balansa masa (s je molarna rastvorljivost magnezijum-hidroksida):

c = [Na⁺]

c = [H₂CO₃] + [HCO₃^-] + [CO₃^2-]

s = [Mg²⁺]

Naravno, možemo i postaviti jednačinu balansa naelektrisanja:

2 [Mg²⁺] + [Na⁺] + [H⁺] = [HCO₃^-] + [CO₃^2-] + [OH^-]

Imamo osam promenljivih i osam nesvodivih jednačina. Ovaj sistem se može rešiti. Ja sam ga rešio tako što sam sve promenljive izrazio preko konstanti i koncentracije [H⁺] jona. Nakon matematičke obrade, dolazi se do jednačine sa jednom nepoznatom:

2 Ksp[H⁺]²/Kw² + c + [H⁺] = ([H⁺] + 2Ka₂)Ka₁c/([H⁺]2 + Ka₁[H⁺] + Ka₁Ka₂) + Kw/[H⁺]

Ova jednačina se može rešiti numerički i njeno rešenje iznosi [H+] = 2,37*10^-10 M.

Rastvorljivost magnezijum-hidroksida je onda s = Ksp[H⁺]²/Kw² = 8,4*10^-3 M.