ESPELEOGENÉSIS

LA ESPELEOGENÉSIS .-

LA DISOCIACIÓN DE ÁCIDO CARBONICO EN H+ y BICARBONATO.
El ácido carbónico es un ácido, lo que quiere decir que se disocia (se separa) en un H+ y un anión. En este caso se forma el anión bicarbonato (HCO3- ). En formula:

H2CO3* ↔ H+ + HCO3-    entonces                                                                                                          (4) 


              [HCO3- ] x [H+ ]
K1 =     -------------------------
                  [H2CO3*]

La constante de esta reacción se suele indicar como K1 y la tabla 2 muestra diferentes valores de pK1 según la temperatura.

Usando las ecuaciones 3 y 4 podemos calcular el pH de una solución por cualquier presión parcial de dióxido de carbono. Suponiendo que sabemos las constantes de las reacciones (buscar en las tablas).

UN EJEMPLO.
En el artículo “Changes in Rainwater pH associated with Increasing Atmospheric Carbon Dioxide after the Industrial Revolution” por Robert A. J. Bogan et al, se menciona una presión parcial del dióxido de carbono de 700 ppm (0,0007). Según ellos el pHcorrespondiente a 25 ºC es 5,49. Vamos a ver si podemos llegar a la misma conclusión:
Vamos a describirlo con todo detalle.

Primer paso:

Necesitamos saber la [HCO3- ].
Arriba hemos visto que:

log[H2CO3* ] = logK + log[CO2(g)]                                                                                            (A)

La tabla 2 muestra que a 25 ºC la pK = 1,47 entonces:  logK = -1,47 
Mientras log[CO2(g)] = log 0,0007 = -3,15
Substituyendo los valores en la ecuación:

log[H2CO3* ] = -1,47 –3,15 = -4,62   entonces:  [H2CO3* ] = 10 exp -4,62 = 2,40 x 10 exp -5 mol/L


Segundo paso:

El ácido carbónico se disocia en H+ y bicarbonato (ecuación 4):

H2CO3* ↔ H+ + HCO3-                                                                                                                  (4) 

Aquí podemos ver que la [H+ ] = [HCO3- ].
La constante de la reacción es:

             [HCO3- ] x [H+ ]
K1 =     -----------------------
                   [H2CO3*]


Donde se puede sustituir [HCO3- ] por [H+ ]:

           [H+ ] x [H+ ]
K1 =   ------------------    entonces:      [H+ ] x [H+ ] = K1 x [H2CO3*]  entonces:
              [H2CO3*]

log [H+ ] + log [H+ ] = log K1 + log [H2CO3*]       entonces:

2 log [H+ ] = log K1 + log [H2CO3*] 

La tabla 2 muestra que a 25 ºC  la pK1 = 6,35 entonces:  log K1 = -6,35 
Mientras que en el primer paso hemos calculado que log[H2CO3* ] = -4,62 
Substituyendo los valores en la ecuación:

2 log [H+ ] = -6,35 –4,62 = -10,97 entonces:      log [H+ ] = -5,49     entonces:    pH = 5,49

Nuestra resultado coincide con el valor calculado por Robert Bogan et al.