¿Cómo se calcula experimentalmente la constante de ionización del ion carbonato?

Question

Dado el carbonato de sodio, $\ce{NaHCO3}$, así como el ácido clorhídrico, $\ce{HCl}$, ¿cómo podría usted determinar experimentalmente la constante de ionización para el ion carbonato, $\ce{HCO3-}$? Experimentalmente, me refiero haciendo realmente la reacción y la medición del pH y tal, y haciendo caso omiso de los ya conocidos los valores teóricos.

Esto es lo que he conseguido hasta ahora.

El el carbonato de sodio se disocia en el agua. $$\ce{NaHCO3->Na+_{(aq)} + HCO3-_{(aq)}}$$

A continuación, valorar el ion con el ácido clorhídrico, ácido fuerte. $$\ce{HCO3-_{(aq)} + HCl_{(aq)} <=> H2O_{(l)} + H2CO3_{(aq)} + Cl-_{(aq)}}$$

Es en este punto que me gustaría medir el $\mathrm{pH}$ y determinar las concentraciones necesarias y, a continuación, enchúfelo a la fórmula

$$K_\mathrm{b} = \frac{\ce{[H2CO3]}}{\ce{[HCO3-][HCl]}}$$

Pero me pregunto si tengo que ir más allá con el $\ce{H2CO3}$, ya que sería hydrolize en el agua: $$\ce{H2CO3_{(aq)} + H2O_{(l)} <=> H3O+_{(aq)} + HCO3-_{(aq)}}$$

Answer 1

Tan lejos, tan bueno. Usted tendrá la gráfica de la $\mathrm{pH}$ de su sistema con el volumen de titrante que se ha utilizado para construir lo que se llama una curva de titulación.

Al hacer la curva de titulación para este experimento, dependiendo de la fuerza relativa de las bases involucrados, usted verá uno o dos puntos de puntos de inflexión que será señal de que las condiciones de equilibrio han cambiado. Esto le dirá si usted necesita para tener en cuenta la segunda ionización. Si hay un segundo punto de inflexión, que es la segunda ionización.

Sin ir adelante y mirar el $\mathrm{p}K_\mathrm{a}$$\ce{H2CO3}$, creo que para la mayoría de los cálculos, podría ser omitido, ya que es una segunda ionización que tiene un mucho más constante que la primera. No, a menos que usted está buscando zwitteriónicos estados o algo por el estilo.