Растворимость диоксида углерода (CO₂) в воде увеличится при добавлении сильной кислоты, которая понизит pH с 8 до 7, но точная степень увеличения зависит от взаимодействия между CO₂ и водой, а также от химического равновесия между угольной кислотой (H₂CO₃), бикарбонатами (HCO₃⁻) и карбонатами (CO₃²⁻).
Объяснение:
CO₂ при растворении в воде частично превращается в угольную кислоту:
При более низком pH (кислая среда), повышается концентрация ионов водорода (H⁺). Эти ионы сдвигают химическое равновесие реакции CO₂ в сторону образования угольной кислоты, тем самым увеличивая растворимость диоксида углерода. При pH 7 уже значительно больше CO₂ существует в виде угольной кислоты и её производных (HCO₃⁻ и H₂CO₃), чем при pH 8, где больше присутствуют карбонаты и бикарбонаты.
Приблизительный прирост растворимости:
Хотя при переходе от pH 8 к pH 7 растворимость CO₂ заметно возрастает, количественный прирост может составлять порядка 30-50%, в зависимости от других условий, таких как температура и концентрация других солей в растворе.
Таким образом, снижение pH с 8 до 7 приведёт к увеличению растворимости CO₂ за счёт увеличения концентрации ионов H⁺, которые сдвигают химическое равновесие в сторону более растворимых форм угольной кислоты и её ионов.